近日，中南大学陈梅洁副教授等人设计出一种可用于极端热管理场景的耐用型辐射冷却陶瓷纳米纤维（SiO₂@hBN-hBN）。这种材料拥有较高的太阳平均反射率（0.997）与长波红外平均发射率（0.910），能够满足日间辐射冷却的使用需求。这款SiO₂@hBN-hBN纳米纤维的面内热导率是纯SiO₂纳米纤维的2.77倍，在室内与室外的测试中，相比纯SiO₂纳米纤维分别实现 6 ℃和 5 ℃的温降。SiO₂@hBN-hBN纳米纤维还具备出色的耐高温性能与局部散热性能，有望为极端热管理条件下柔性器件的散热提供可行的解决方案。相关研究成果发表在《Materials Today Physics》期刊上。

研究团队通过静电纺丝、高温退火与静电喷涂这三步核心工艺，成功制备出无机陶瓷散热纤维，经过氟化改性后，材料还具备超疏水特性，接触角约150°，具备自清洁能力。从微观形貌可见，纤维结构均匀，六方氮化硼（hBN）纳米片分布均匀；材料同时具备高太阳反射率、优异的热稳定性与高面内热导率，还可以弯曲折叠，并且保持良好的透气性，适合用于极端环境下柔性器件的散热。

陶瓷纳米纤维制备与表征

通过优化前驱体配比、hBN添加量与静电喷涂时间，可以对材料的太阳反射率与中红外发射率进行调控。适当提高PVA与hBN比例，能够改善材料的光学性能与纤维连续性；经过80 min静电喷涂，可以形成稳定的导热与发射结构，同时可以避免颗粒脱落情况。对制备参数进行合理调控后，纤维薄膜可以实现较高的太阳反射与中红外发射，拥有高效的辐射冷却性能。

不同参数纤维光谱反射率

对于纳米纤维在高温与明火下的热稳定性，传统PVA聚合物纤维在250 ℃加热后会快速碳化变黑，反射率大幅下降，遇到明火还会快速燃烧。而 SiO₂@hBN-hBN陶瓷纤维在250 ℃保温 1 h后，形貌、光谱与疏水性能几乎没有变化，用酒精灯明火灼烧60 s依然能保持完整结构，展现出优异的耐高温与阻燃特性，可以在极端高温场景下长期稳定工作。

SiO₂@hBN-hBN纤维结构与PVA纤维热稳定性对比

研究还对室内外不同场景下，纳米纤维的散热性能进行了测试。室内高热流测试中，该陶瓷纤维相比纯SiO₂纤维降温约 6 ℃，散热效果优于聚合物纤维；在户外日照条件下，与纯SiO₂纤维相比，依然可以实现约 5 ℃的降温。材料在不同加热功率与太阳辐照强度下均能保持稳定运行，避免局部热量累积，可有效降低设备工作温度。

SiO₂@hBN-hBN散热性能测试

综上所述，该研究设计的SiO₂@hBN-hBN纳米纤维膜，兼具优异的日间辐射冷却、面内高效导热、阻燃耐热与超疏水自清洁性能，能够为户外极端环境热管理，如新能源储能、通信基站、柔性电子与户外高端装备等领域，提供有效的解决途径。