[发明专利]基于仿生银蚁毛发微纳结构的透明辐射制冷薄膜及其制备方法与应用

权利要求书

1.基于仿生银蚁毛发微纳结构的透明辐射制冷薄膜，其特征在于，包括自上而下设置的仿生银蚁毛发微纳结构层(1)和多层介质薄膜层(2)，所述仿生银蚁毛发微纳结构层(1)由PET材料制备而成，所述仿生银蚁毛发微纳结构层(1)的表面呈阵列分布有锥体微纳结构(1-1)，所述锥体微纳结构(1-1)表面呈阵列分布有微球褶皱结构(1-2)；所述锥体微纳结构(1-1)和微球褶皱结构(1-2)的高度比为2.5～3.5:0.2～0.3；所述多层介质薄膜层(2)包括自上而下设置的PET制冷层(2-1)、ITO分频层(2-2)和Al₂O₃基底层(2-3)。

2.根据权利要求1所述基于仿生银蚁毛发微纳结构的透明辐射制冷薄膜，其特征在于，所述锥体微纳结构(1-1)为金字塔型主体结构，所述金字塔型主体结构的底边长范围是2.5～3.5μm，高度范围是2.5～3.5μm；所述锥体微纳结构(1-1)在所述仿生银蚁毛发微纳结构层表面呈等距排列，间距为4～15μm。

3.根据权利要求1或2所述基于仿生银蚁毛发微纳结构的透明辐射制冷薄膜，其特征在于，所述微球褶皱结构(1-2)的微球半径范围是0.2～0.3μm，所述微球褶皱结构(1-2)在所述锥体微纳结构(1-1)表面呈等距排列，间距为0.2～1.5μm。

4.根据权利要求3所述基于仿生银蚁毛发微纳结构的透明辐射制冷薄膜，其特征在于，所述PET制冷层(2-1)的厚度为10～100μm，ITO分频层(2-2)的厚度为1～3μm，Al₂O₃基底层(2-3)的厚度为0.8～3μm。

5.根据权利要求4所述基于仿生银蚁毛发微纳结构的透明辐射制冷薄膜，其特征在于，所述仿生银蚁毛发微纳结构层(1)和所述PET制冷层(2-1)的PET原料均替换为PMMA。

6.一种如权利要求1-5任一所述基于仿生银蚁毛发微纳结构的透明辐射制冷薄膜的制备方法，其特征在于，步骤如下：

步骤一、制备仿生银蚁毛发微纳结构层：

采用干法结合湿法刻蚀技术制备凹型仿生银蚁毛发微纳结构模板，以所得凹型仿生银蚁毛发微纳结构模板为基础采用纳米压印方法制备仿生银蚁毛发微纳结构层；

步骤二、制备多层介质薄膜层：

采用真空磁控溅射法、物理气相沉积法、化学气相沉积或电子束蒸发法逐层制备Al₂O₃基底层、ITO分频层和PET制冷层，得到多层介质薄膜层；

步骤三、制备透明辐射制冷薄膜；

将步骤一所得仿生银蚁毛发微纳结构层铺设于步骤二所得多层介质薄膜层的PET制冷层上，得到仿生银蚁毛发微纳结构的透明辐射制冷薄膜。

7.根据权利要求6所述基于仿生银蚁毛发微纳结构的透明辐射制冷薄膜的制备方法，其特征在于，步骤一采用具有多尺度纹理的制绒硅片作为模板，所述制绒硅片表面的绒面是通过干法结合湿法刻蚀形成的，其结构尺寸与银蚁毛发微结构特征尺寸相当。

8.根据权利要求6或7所述基于仿生银蚁毛发微纳结构的透明辐射制冷薄膜的制备方法，其特征在于，步骤一所述纳米压印方法的具体工艺为将所得凹型仿生银蚁毛发微纳结构模板和透明有机片材叠放在热压系统中，将热压温度在28～32min内由57～63℃升温至127～133℃，施加6.0～8.0kN的压纹载荷并持续55～65s，然后在4～6min内将温度冷却至57～63℃，得到透明仿生银蚁毛发微纳结构层。

9.根据权利要求8所述基于仿生银蚁毛发微纳结构的透明辐射制冷薄膜的制备方法，其特征在于，步骤二所述真空磁控溅射法中Al₂O₃基底层的加工压力为0.7Pa，镀膜功率为800W～2200W，镀膜时间为4～12小时；ITO分频层的氩氧比为40:1～25:1，镀膜功率为1200-2200W，镀膜时间为0.6～2.8小时；PET制冷层的镀膜功率为700W～2000W，镀膜时间为1～6小时。

10.如权利要求1-4任一所述基于仿生银蚁毛发微纳结构的透明辐射制冷薄膜在玻璃建筑外墙、光伏电池、汽车车窗中的应用。