Progreso en la investigación de materiales dinámicos de gestión térmica con control espectral inspirados en biomímesis

Yu-chen Zhang ,  

Han Zhou ,  

摘要

Las superficies naturales suelen utilizar un número limitado de componentes para lograr un control espectral multi-escala y multi-banda, proporcionando un paradigma de diseño transferible para materiales dinámicos de gestión térmica. Este artículo revisa los avances en la investigación de materiales dinámicos de gestión térmica con control espectral inspirados en biomímesis, centrado en la línea principal "modelo biológico - mecanismo espectral - traducción polímero/compuesto - función de gestión térmica". Primero, se distingue entre enfriamiento radiativo estático y gestión térmica dinámica a partir de indicadores espectrales, enfatizando elementos de evaluación como la amplitud de modulación, el modo de activación, la estabilidad cíclica y la compatibilidad entre bandas. Luego, se discuten cuatro tipos de ventanas según luz visible - infrarrojo cercano, infrarrojo medio, modo solar-infrarrojo dual y cooperación multispectral, incluyendo estrategias biomiméticas representativas como el color estructural del camaleón, reflexión de banda ancha en insectos, interfaces blandas de cefalópodos, estructuras de apertura/ cierre en plantas y cooperación multispectral de escamas de mariposa. El artículo analiza además el papel de elastómeros, películas flexibles, tejidos, interfaces compuestas de polímeros y matrices procesables en la traducción estructural, respuesta dinámica e integración de dispositivos. Finalmente, señala que la investigación futura debe pasar de la imitación morfológica a la abstracción de mecanismos espectrales, estableciendo evaluaciones estandarizadas, validación de durabilidad y diseño de compromisos multifuncionales para servicio a largo plazo y ambientes complejos.

关键词

inspirado en biomímesis;control espectral;gestión térmica dinámica;emisividad variable;enfriamiento radiativo;cooperación multispectral

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