生物质资料因其高红外发射率和环境友好性等要害特性，在辐射冷却范畴十分重视。但是，原始生物质的太阳光散射才能存在固有局限性，限制了全生物质辐射冷却资料的开展。受澳洲刺叶树（Dendrocnide moroides）硅质针状结构的启示，本研讨开宣布全纤维素基仿生荆棘纤维（BTFs）作为高功能辐射冷却资料。该资料呈现出具有微米级纤维（约1-10 μm）与孔隙的有序结构，其层级孔隙中的有序纤维主要是经过纤维素纳米纤维在水热处理的纤维素纳米晶模板上堆叠构成，并辅以钠离子介导的静电自拼装战略和直写成型3D打印技能供给的挤出诱导定向摆放。所得BTFs资料在可见光波段均匀反射率达91.0 %，在大气窗口内发射率高达92.4 %，展现出优异的日间辐射冷却功能。进一步将直写成型打印的BTFs与梯度结构热电器材集成，经过搜集电子元件废热，在30 °C温差条件下完成了7.61 W·m⁻²的输出功率密度，有用优化了热传导途径。本研讨为碳中和冷却技能与可继续动力运用供给了立异途径，相关作业以Sustainable All-Biomass Radiative Coolers with Biomimetic Thorny Fiber for Enhanced Thermoelectric Power Generation为题宣布在期刊

  本文从热带毒刺植物 Dendrocnide moroides 外表硅针结构动身，规划了如图1 所示“刺状纤维-多级孔”仿生结构；经水热处理-静电自拼装-DIW 3D 打印（图2）制备全纤维素 BTF 资料，可见光反射率91.0 %，大气窗口发射率 92.4 %（图4h）。系统研讨了BTF 的规模化打印工艺、环境稳定性（图3）及全天辐射降温功能：日间降温 3.7 °C、夜间 6.0 °C（图4p）。进一步构建梯度填充B-TEG 器材，在 ΔT=30 °C 时输出密度 7.61 W m⁻²（图5h），验证了同步降温与废热发电的野外长效运用潜力（图5l）。

  图3. BTF凝胶油墨的流变行为和印刷适性。a）BTF的流变功能示意图。B）T-CNC/CNF和BTF油墨的粘度作为剪切速率的函数。c）剪切应力作为剪切速率的函数，数据由Herschel-Bulkley模型拟合。d）G′和G ε作为在1 Hz的固定频率下的振动应力的函数。e）时刻-f）CNC、T-CNC、T-CNC/CNF和BTF油墨的初始粘度、G′和屈服应力。g，h）运用T-CNC/CNF（g）和BTF（h）印刷的网格结构的POM图画。i-l）挤出过程中T-CNC/CNF（i，j）和BTF（k，l）的POM图画。m-q）DIW印刷的BTF的SEM形状，比例尺为（m）500 μm、（n，o）100 μm和（p，q）10 μm。一切统计数据表明为均匀值± SD（n = 3，*p 0.001）。

  图4.用于辐射冷却的DIW印刷BTF的光学特性和运用。a）DIW印刷BTF的光散射示意图。b，c）在（b）100 μm和（c）10 μm的比例尺下的DIW印刷的BTF的SEM形状。d）DIW印刷的BTF中的纤维直径的统计图。e）DIW印刷的BTF中的纤维的散射功率随直径和入射波长而改变。f）用于显现T-CNC、T-CNC/CNF、T-CNC/g）DIW印刷的BTF的汞侵入-挤出曲线和孔径。h）T-CNC、T-CNC/CNF、BTF的太阳光反射率和红外发射率i）生物质资料的光学性质比较。j）风速和大气发射率对DIW印刷的BTF的冷却温度的影响。k，l）DIW印刷的BTF在（k）白天和（l）夜间的净冷却功率的理论核算。m）氙灯模仿照明试验的示意图。氙灯下T-CNC、T-CNC/CNF和BTF的红外图画。o）阳光下室外热丈量设备的示意图。p）DIW打印BTF和环境空气的实时温度丈量。DIW打印BTF和环境空气之间的温差。q）现有DIW打印BTF的红外和数字图画。

  图5. B-TEG的制备和功能a）B-TEG的原理和结构B）B-TEG的顶盖和底盖示意图。c）顶盖和底盖的数字图画; d）顶盖和底盖在热板上的红外图画; e）顶盖和底盖在300 s时的温度散布曲线; f）不相同的温度梯度下B-TEG的开路电压; g）不相同的温度梯度下B-TEG的输出电压和相应电流; h）不相同的温度梯度下B-TEG的功率密度和相应电流。不相同的温度梯度下的三甘醇。i）不相同的温度下B-TEG输出电压的改变。j）模仿曝光试验设备示意图。k）氙灯下不相同的温度下B-TEG输出电压的改变。l）B-的输出电压和温度一切统计数据表明为均匀值土SD（n = 3，***p 0.001）。

  小结：总归，仿生战略现已成功地规划用于开发用于辐射冷却的纤维素基资料。重点是利用水热法在CNCs中引发脱硫反响，然后暴露出丰厚的羟基，引导其沿着（200）晶面取向，然后终究构成共同的T-CNC结构，经过1 m NaCl介导的协同离子-氢键拼装，结合DIW技能T-CNCs的纵向取向有利于碳纳米纤维的沿着堆叠构成BTF，BTF的可见光反射率为91.0%，大气窗口发射率为92.4%集成B-TEG器材具有梯度结构，经过高密度顶盖按捺环境热输入，一起经过低密度底盖加快热传导，在ΔT = 1.00时，完成7.61 W m−2的优异上级功率密度，这项研讨证明了辐射冷却资料在可定制DIW技能完成的可继续动力设备中的巨大潜力，并为环境友好的动力搜集和可继续开展供给了新的途径。