被动辐射制冷是一种在不需要任何能量消耗 情况下通过大气透明窗口(8~13 um)向寒冷宇宙辐 射多余热量以降低温度的策略。近年来，被动辐 射制冷材料在节能建筑、个人热管理、农场制冷系统、光伏冷却、热光电系统以及食品 保鲜等领域中显示出巨大的应用前景。尽管被 动辐射制冷材料在增强中红外发射率和提高制冷 能力方面取得了显著的进展，但是由于材料在白天 对太阳辐射的吸收会抵消其红外辐射的制冷量，日间辐射制冷材料的研发与应用仍面临巨大挑战。
日间辐射制冷材料既能经大气透明窗口向寒 冷宇宙辐射热量又能反射波长范围在0.3~2.5 um的太阳光，是一类能够实现全天候自发制冷的新型 功能材料。它削弱了传统被动辐射制冷材料因白天吸收太阳辐射而对其红外辐射制冷量的抵消 作用，在辐射制冷领域具有更广阔的应用前景，成为目前国内外研究热点之一。
目前，国内外学者已研发出诸如无机非金属 类、多孔聚合物型、聚合物-无机非金属复合型聚合物-金属复合型、聚合物-无机 非金属-金属三元复合型等类型具有日间辐射 制冷能力的材料。
虽然上述材料展现出较好的冷却性能，但是也 存在原料成本高、使用后难降解等缺点。纤维素作 为自然界中储量最丰富的天然高分子材料，具有原 料来源广泛、可再生、可生物降解、多尺度结构易于 调控等优点，并且其分子结构在大气透明窗口波段 能发生振动使其具有一定的辐射制冷潜力。基于经济性和环保优势的考虑，研发纤维素基日间辐 射制冷材料对可持续发展战略和“双碳自标的实 施具有重要意义。
近年来，纤维素基日间辐射制冷材料发展迅 速，目前已有部分学者对纤维素基辐射制冷材 料研究进展进行了相关阐述和总结，但从材料 来源角度对纤维素基日间辐射制冷材料进行合理 分类，并系统总结它们的化学结构和微纳尺度结构 对辐射制冷性能影响的综述尚未见报道。为此，本文首先介绍了辐射制冷原理和影响辐射制冷性能 的环境与材料因素，然后着重从纤维素基材料来源角度阐述了纤维素基日间辐射制冷材料的分类及 其对其辐射制冷性能影响方面的研究进展，并对其主要应用领域的研究现状进行总结，最后对当前纤 维素基日间辐射制冷材料研究存在的问题和发展方向进行了探讨和展望。
辐射制冷
原理
热辐射是自然界中普遍存在的一种现象，任何 温度大于绝对零度的物体都会不断向外辐射热量。具有6000K高温的太阳是最重要的热源，而温度在3K左右的外太空则代表了最终的散热器，地球表面 的辐射过程如图1a所示。在300K的平均环境温 度下，地表和大气层吸收太阳辐射的同时，也会通过 热辐射将多余热量散发到寒冷外太空以保持其热平 衡，这两者之间的平衡决定了地表的平均温度。
地球大气一种是由几种气体(主要是N2、02、CO2及水蒸气)混合得到的半透明介质，可以吸收、 发射及散射热辐射。由于大气气体的散射和吸 收作用，太阳辐射和地表红外辐射在经过大气层时 大多会被吸收和散射，但是这些气体几乎不吸收8~13 um之间的长波热辐射，故该波段的热辐射可通 过大气层直接进入外太空，该波段即大气透明窗口 波段(也称第一大气窗口)。大气透明窗口是高度 透明的，表现出明显的光谱选择性，它的形成归因 于各类气体的综合作用。在约为300 K的环境温 度下，大气透明窗口与黑体辐射谱的峰值波长 (9.7 um)相吻合，并与黑体辐射谱有非常大的重 叠，可实现辐射传热的最大化。因此，地球上任何一个面向天空的物体都可以通过大气透明窗口向 宇宙辐射热量，从而降低自身温度,辐射制冷过程是一个热平衡过程，在这个热平 衡中给定温度下辐射制冷器的净制冷功率，是由辐 射体表面产生的热辐射功率减去从入射的太阳辐 射和大气热辐射中重新吸收的功率以及通过局部 热传导和对流损失的功率而得到。
