随着全球冷却需求持续增长，传统冷却系统的高能耗问题日益突出。被动辐射冷却技术通过大气窗口将热量以红外辐射形式散发至外太空，实现零能耗冷却，成为研究热点。然而，现有辐射冷却材料，如无机物、金属基和有机聚合物，往往依赖有毒溶剂且难以降解，导致环境污染。生物质材料虽环保，但天然纤维的随机多孔结构导致太阳散射效率低，反射率不足90%，限制了其应用。
近日，南京林业大学梅长彤教授、刘朝政副教授和中国石油大学（华东）李美春教授合作开发出全生物质仿生荆棘纤维辐射冷却材料。受Dendrocnide moroides植物硅针结构的启发，团队通过水热处理纤维素纳米晶体，结合Na⁺介导的静电自组装和直接墨水书写3D打印技术，制备出具有有序结构的仿生荆棘纤维。该材料在可见光波段平均反射率达91.0%，大气窗口内发射率达92.4%，展现出卓越的白天辐射冷却能力。此外，将其集成于梯度结构热电发电机中，可在30°C温差下实现7.61 W m⁻²的输出功率密度，为电子元件废热回收提供了新方案。相关论文以“Sustainable All-Biomass Radiative Coolers with Biomimetic Thorny Fiber for Enhanced Thermoelectric Power Generation”为题，发表在Advanced Materials上，论文第一作者为Shi Xiaojie。
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