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。研究团队从Dendrocnide moroides叶面的硅针结构获得灵感，这些针状结构能有效散射光线。通过DIW打印技术，使用纤维素纳米纤维和脱硫纤维素纳米晶体混合墨水，制备出仿生荆棘纤维。扫描电镜图像显示，打印的BTF具有类似木质部的分层多孔结构，这种结构增强了光散射和红外辐射。能量流图和光学原理图表明，高反射率和高发射率是高效辐射冷却的关键。FTIR光谱证实了BTF在大气窗口内的化学键振动，支持其冷却能力。