科创中国

无源制冷超材料织物基于材料-光学-纺织技术的跨领域、多学科交叉协同创新，颠覆传统制冷理念、顺应全球绿色低碳发展潮流，实现宏观有序、微观随机的形态分级结构的超材料。可实现对紫外、可见-近红外及中红外波段的宽光谱精准调控，借助大气透明窗口增强热量与外部寒冷空间的热交换，并对整个太阳辐射波段实现高效阻挡，在户外高温暴晒环境中实现人体近5℃的无源降温防护。基于可扩展、高通量、全自动的纤维制造技术及先进纺织工艺，超材料织物具有绿色环保、低成本、柔软亲肤、舒适透气等优势，通过进一步产研结合可与现有纺织行业相兼容，突破从实验室到小试、中试阶段的技术瓶颈，实现可稳定产业级的制备体系和大规模应用；且可扩展服务于众多领域，满足不同应用场景下的降温需求。

利用形态学分级设计与先进工业制造技术所研发的超材料纤维及织物，可实现从太阳辐射波段至中红外波段（0.3-25 μm）精确的宽域光谱调控，极大阻挡太阳辐射热量输入，并通过大气透明窗口远程获取宇宙的寒冷，从而实现零能耗的辐射降温。超材料织物实现了92.4%的太阳辐射反射率以及94.5%的中红外发射率，并具备全天低于环境温度的优良的无源降温性能。相较商用棉纺织品，可为人体降温近5 °C，为汽车模型内部降温近30 °C。

项目依托中国强大的基础制造业，以交叉学科创新的方式攻克高端制造和新材料领域的“卡脖子”问题，团队已与企业合作建立了从“一颗高分子颗粒到一块布”的小试全流程示范线。并与包括体育运动、户外工装、化纤纺织、时尚服装、医疗健康、智能物流、汽车行业、石油化工等不同领域的国内外多家标志性企业签署合作协议，具有广阔的市场空间和持续的增长潜力，可极大加强新型战略装备建设、推动产业基础高级化和产业链现代化。

陶光明，华中科技大学武汉光电国家研究中心和材料科学与工程学院双聘教授、博士生导师、光谷实验室运动与健康智能化技术创新中心主任。陶教授致力于研究纤维光电子学的交叉学科研究工作，先后在Science (1), Nature (2)等国际学术杂志发表论文超70篇，拥有已授权国际/国内发明专利30余项、申请国家发明专利40余项(其中专利许可/转让9项)。

相关成果发表于Science [Science 373, 692-696 (2021)]，并被Science封面文字推荐，申请发明专利10项。获领域专家的高度认可，在This Week in Science, Science Bulletin,《科学通报》, National Science Review, Advanced Fiber Materials, Light: Science & Applications, Joule等权威期刊上发表多篇特邀评论文章高度评价该成果。受人民日报、新华社、CCTV-13、CCTV-10、科技日报、中国科技网、光明网、湖北电视台、北青网、Science News、湖南卫视等主流媒体的广泛关注，受《科学画报》、《知识就是力量》、《环球科学》青少年版等科普期刊的报道。成果入选“2021中国光学十大进展”和“2021中国光学领域十大社会影响力事件（Light10）”，入选2021年度“中国科学十大进展”的候选项目。入选2021年首届高等学校科技创新大会并获“典型案例”表彰，2022年获日内瓦国际发明展银奖。

技术咨询，合作开发。为加速推动本研究进展的成果转化，团队正在国家体育总局等多个国家相关机构的的支持下进行深入研发和应用。已将超材料织物进一步应用于医疗健康领域，研发了降温口罩和降温防护服，并正在推动临床转化应用，在未来有望更好地满足医护工作者的热舒适需求。同时，为了弥补越野滑雪护脸装备的技术空白，团队在国家体育总局的领导和指示下，将相关技术应用于极端寒冷环境，为2022年北京冬奥会的运动员提供科技保障服务，实现了技术“从0到1”的原始创新突破。冬奥会结束后团队收到国家体育总局冬季运动管理中心的感谢信，总局对团队积极推动冰雪运动所取得的成效表示高度肯定，对团队在国家冰雪健儿备战训练中所提供的科技服务工作表示衷心的感谢。