从气候控制建筑到保护电子设备以及保存易腐物品，对热管理的需求日益增长，这要求现代工业和日常生活采用节能技术。由化石燃料驱动的传统主动冷却/加热系统在造成不可持续的能源消耗模式的同时，对全球变暖做出了重大贡献。新兴的热管理策略，如被动辐射冷却和太阳能加热，通过利用包括太阳辐射和深空冷源在内的两个自然热力学资源，提供了一种有前景的替代方案。这种协同方法能够实现零能耗的温度调节，且不会对环境造成影响。然而，在实际运行条件下，环境参数的固有变化性以及特定场景的需求往往使得单一模式的加热或冷却方法不足以实现有效的热调节。例如，人体的热舒适范围在20°C至28°C之间，偏离这个范围的温度可能会损害生理健康。此外，许多易腐货物和药品的储存必须保持在狭窄且明确的温度范围内，因为超出或低于这个范围都会导致质量、效力和功效下降，严重情况下甚至会导致不可逆的变质或功能完全丧失。因此，开发能够动态切换辐射冷却和太阳能加热功能的集成双模材料，是实现自适应热管理解决方案的关键途径。
双模材料通常需要具有可调的光谱特性、有效的热迁移以及强大的热适应性。因此，研究一直集中在刺激响应系统上，包括用于动态光谱调节的热致变色、电致变色、力致变色以及Janus薄膜。
近期，哈尔滨工业大学（深圳）曹峰/张倩团队采用一锅法，成功制备了一种先进的相变自适应变色冷却涂层。
利用有机热致变色三元体系、亲水性TiO2纳米颗粒和PVDF-HFP基质，通过一锅法制得PACC涂层。
在高温条件下，所制得的涂层在大气窗口可实现91%的太阳反射率和95%的发射率，能够实现有效的被动辐射冷却。该涂层具有110J/g的优异相变焓，还与35%的动态太阳吸收率调制相结合，大大增强了热调节能力，远超传统辐射材料。户外测试表明，与传统辐射冷却涂层相比，该涂层在夏季可使温度降低约4°C，在冬季可使温度升高约13°C。
本研究这种自适应热管理系统无需外部能量输入即可实现，为多领域热管理系统提供了显著的节能潜力。这种能力能够实现全年持续的热能管理，适用于易腐食品储存和其他严格温度控制应用，从而节约大量能源和精准的气候适应性。
理想热管理材料的概念设计与性能评估。(a)理想热管理材料在加热和冷却模式下的光谱特性；(b)PACC涂层的制备工艺示意图；(c)PACC涂层在加热和冷却条件下的温度调节性能；(d)PACC涂层与之前研究中报道的先进多功能热管理材料的性能对比。
相关研究成果以“Synergistic Thermal Regulation via Integrating Adaptive Thermochromism and High-Enthalpy Phase Change for Sustainable Cold Chain”为标题发表在《Advanced Functional Materials》上。
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