信息来源：高分子科学前沿
上海交通大学周涵教授与范同祥教授团队及其合作者，以“Biologically inspired flexible photonic films for efficient passive radiative cooling”为题发表在《PNAS》。研究发现，长角甲虫（Neocerambyx Gigas）翅膀绒毛具有多级微纳结构，展现出色的温度调节能力，而后基于光掩膜的新方法，仿生制备出具有类似结构的柔性薄膜，实现被动式辐射降温技术，同时也实现辐射降温薄膜的宏量制备。
长角甲虫前翅的形态特征。（a）长角甲虫的光学照片；（b-c）长角甲虫前翅的电子显微镜照片；（d）前翅的透射电子显微镜照片；（e）绒毛表面的电子显微镜照片。
研究者观察发现前翅表面长满了具有微观结构的绒毛，每平方厘米密度达到25500根以上。前翅的颜色也可以有效的抵御褪色处理，展现出光子晶体的结构色特征。进一步的观察发现每根绒毛都是由两个光滑面与一个粗糙面组成的三角形结构，粗糙面为宽度1 μm，高度为0.18 μm的波纹型结构，与绒毛本身一起构成了多级粗糙结构。
研究者又研究了其光学性质与温度调节能力。发现绒毛的存在可以将光线反射率提高35 %以上，高反射率是得益于表面所存在的多级微观结构。研究者采用时域有限差分模拟来探究机制原理，从三角形波纹面一侧以小入射角进入的光学会发生全内反射；当入射光波长相与波纹宽度相似时会产生强烈的Mie散射，从而在所有入射角上均具有较强的反射率。
在覆盖有绒毛的前翅表面吸收率/发射率达到0.94，这表明甲虫将身体的热量很好地散发到周围。表面的绒毛存在下，显著的降温作用，在真空与空气中分别能达到3.2 ℃与1.5 ℃的温度降。
研究者基于以上工作研究，仿生制备出具有类似结构、且实现辐射降温控制仿生辐射降温薄膜。
在制备过程中，首先利用光刻法制备具有三角形结构的硅模板，而后将含有有机硅与氧化铝微球的前驱体溶液旋凃于模板表面，热聚合后分离即得到表面为三角形结构的微结构薄膜。实现了被动辐射降温，平均温度降达到5 ℃以上；这种仿生薄膜的柔韧性和疏水性也为其在各种可穿戴设备，电子设备，及车辆中的应用奠定基础。
被动辐射制冷的热调控技术无疑更加的节能环保。这一工作也为后续基于高性能光子辐射器的辐射冷却技术的大规模生产铺平了道路。
