隨著全球氣候變化，極端炎熱的天氣越來越頻繁。傳統(tǒng)的防曬霜雖然可以保護(hù)皮膚免受紫外線的傷害，但在陽光強(qiáng)烈的夏季，它們無法有效減少皮膚的溫度上升。如何在戶外保護(hù)皮膚同時(shí)免遭高溫和紫外線的傷害是急需解決的難題。
近日，清華大學(xué)張如范教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一款具有高輻射冷卻效果的防曬霜。該防曬霜根據(jù)米氏散射理論設(shè)計(jì)并制造，不僅能顯著降低皮膚溫度，還能有效地阻擋紫外線輻射。通過調(diào)整防曬霜在紫外光、可見光、近紅外光和中紅外光波段的透射、反射和發(fā)射特性，這種輻射冷卻防曬霜（RC防曬霜）實(shí)現(xiàn)了高達(dá)90.19%的太陽光反射率和92.09%的中紅外發(fā)射率，能夠有效地將熱量散發(fā)至外太空。在干熱的北京和潮濕的？诃h(huán)境中，RC防曬霜覆蓋區(qū)域的溫度比裸露皮膚低4.2至6.1℃，比常規(guī)有機(jī)和無機(jī)防曬霜覆蓋區(qū)域分別低2.5至6.1℃，展示了其在多種環(huán)境中的顯著冷卻效果。RC防曬霜在UV穩(wěn)定性、水抗性和經(jīng)濟(jì)性方面也表現(xiàn)出優(yōu)異性能。RC防曬霜的SPF值高達(dá)51，遠(yuǎn)高于市場上部分防曬霜。此外，其對紫外線的屏蔽效果在持續(xù)12小時(shí)的UV輻射下幾乎不變，具備良好的紫外穩(wěn)定性和適應(yīng)性。這種防曬霜不僅具備卓越的冷卻效果，且制備成本較低，具有廣泛的商業(yè)應(yīng)用前景。該團(tuán)隊(duì)還測試了在小鼠皮膚上的保護(hù)效果。實(shí)驗(yàn)表明，RC防曬霜能夠顯著減少紫外線對皮膚的傷害，展示出良好的生物相容性和皮膚保護(hù)效果。該工作以《高性能輻射冷卻防曬霜（A High-Performance Radiative Cooling Sunscreen）》發(fā)表在Nano Letters上。論文第一作者為清華大學(xué)化工系張如范課題組研究助理徐佳琪，通訊作者為清華大學(xué)化工系張如范副教授。該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金和國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的支持。
圖1：防曬霜概念設(shè)計(jì)與冷卻性能模擬
圖2：RC防曬霜的表征與材料分析
圖3：不同戶外環(huán)境中的冷卻性能測試
圖4：RC防曬霜的綜合性能測試
圖5：RC防曬霜的生物相容性測試
原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.4c04969
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