中國科大研發新型聚合物多層膜實現降溫節水 助力農作物生長

記者1月6日從中國科大獲悉，近日，中國科學技術大學劉文教授、李明特任副研究員課題組提出一種基於聚合物多層干涉原理的光譜選擇性輻射冷卻膜（PMF-RC膜）。相關成果日前發表於《美國化學會-光子學》。

隨着全球變暖的加劇，高溫乾旱天氣頻發。持續性的高溫乾旱環境使農作物長期處於熱應激狀態，從而影響農作物產量。微霧噴淋、溼簾風機等傳統的降溫方式往往需要消耗大量能源和水，因此需要提出一種被動式降溫節水策略來優化農作物生長的局部環境。

研究人員介紹，PMF-RC膜由兩個不同的聚合物多層膜系和一種透明聚合物輻射製冷材料組成，可選擇性地透過用於農作物生長的光合有效輻射，反射植物葉片利用率較低的綠光和近紅外光，並具有優異的輻射製冷性能，實現了零能耗降低空氣溫度、土壤溫度和土壤水分蒸發量，並顯著提升了高溫環境下作物的產量。

在戶外測試中，相較於傳統的覆蓋農膜，使用PMF-RC膜覆蓋後，空氣溫度下降了2.3至5.0℃，土壤表面以下3釐米處的溫度下降了2.1至4.1℃，土壤水分蒸發量下降了11.2至32.4%。在實際的作物種植實驗中，PMF-RC膜下生長的落葵、意大利生菜和中國小青菜的產量均有1至3倍的提升。

相較於傳統的真空鍍膜技術，PMF-RC膜採用微納層疊多層共擠技術製備，具有顯著的成本優勢和更快的製備速度。除此之外，PMF-RC膜具有優異的耐老化性能和力學性能，十分適合在溫室農業生產中廣泛應用。此次研究促進了聚合物輻射製冷材料在農業種植領域大規模實際應用的進程。（記者 汪喬）