傳動的主動式溫度管理措施極大地推動了食品工業的發展，但是隨之而來的巨大能耗和溫室氣體排放加劇了全球變暖。無需額外能源輸入即可實現有效溫度調節的被動式溫度管理近年來受到了廣泛的關注，有望緩解能源短缺和溫室氣體排放等環境壓力。然而，當前的被動式溫度管理通常是靜態的工作模式，無法適應環境的變化。因此，開發一種自適應的動態溫度管理模式對于滿足不同環境的需求具有重要意義。

基于此，華南理工大學現代食品工程研究中心孫大文院士團隊提出了一種能夠響應環境溫度的水凝膠-彈性體雜化物用于被動式溫度管理。雜化物的底層是由熱致變色的PVA-硼砂-異丙基丙烯酰胺（PBN）水凝膠和透明的硼酸-聚二甲基硅氧烷（B-PDMS）彈性體組成，作為主要的太陽光譜調節部件。頂層覆蓋了透明的聚丙烯酰胺（PAM）水凝膠，用于蒸發和輻射制冷。當暴露在弱太陽光下，此時的環境溫度低于PBN水凝膠的熱致變色溫度（~32 °C），雜化物呈現透明狀態，允許太陽光透過。而在強光照射下，環境溫度升高（> 32 °C），PBN水凝膠迅速轉變為白色，太陽光透過率降低，反射率增加，減少了日光加熱。同時，頂層PAM水凝膠提供了有效的輻射和蒸發制冷，共同導致了亞室溫的溫度管理。并且，雜化物能夠避免陽光照射下香蕉的日光灼傷和高溫損傷。相關成果以“Hydrogel-elastomer hybrid integrated with radiative and evaporative cooling for passive temperature-adaptive regulation”為題發表在《Chemical Engineering Journal》（IF=13.4，JCR一區，中科院一區）上（DOI：10.1016/j.cej.2025.162083）。華南理工大學孫大文院士為本文唯一通訊作者，博士研究生孫麗斌為論文第一作者。

圖1. 水凝膠-彈性體雜化物的自適應溫度管理示意圖。

圖2. 水凝膠和彈性體的表征。

圖3. 水凝膠-彈性體雜化物的溫度管理。

圖4. 水凝膠-彈性體雜化物的香蕉品質保護能力。

本文信息：

Hydrogel-elastomer hybrid integrated with radiative and evaporative cooling for passive temperature-adaptive regulation

Libin Sun, Da-Wen Sun*, Liang Xu, You Tian, Rui Hu, Zhiwei Zhu

Chemical Engineering Journal

DOI: 10.1016/j.cej.2025.162083

原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894725029092

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