IF=15.4!华南理工大学孙大文院士团队食品顶刊综述:多功能辐射致冷材料——零能耗食品保鲜与采后管理的革新路径
 
发布时间: 2025-09-25 浏览次数: 10

近期,华南理工大学现代食品工程研究中心孙大文院士团队在国际期刊《Trends in Food Science & Technology》(Q1,中科院1区,IF2024=15.4)发表了题为“Multifunctional Radiative Cooling Materials: A Transformative Pathway for Zero-Energy Food Preservation and Postharvest Management”的综述性论文(DOI:10.1016/j.tifs.2025.105332)。华南理工大学孙大文院士为本文唯一通讯作者,华南理工大学助理研究员徐亮为本文第一作者。

 辐射致冷技术正从实验室走向产业化,其最大的演进在于突破了“仅能制冷”的局限。最新研究赋予了材料抗菌、隔热等多重功能,使其成为满足食品复杂保鲜需求的理想平台。

 辐射致冷技术的魅力,远不止于“向天空要冷量”。其真正的潜力在于与现代材料科学的深度融合,从而进化成一个多功能、智能化的综合平台。传统的辐射致冷材料功能单一,难以应对食品保鲜中微生物滋生、温度波动等多重挑战。然而,这一局面已被彻底改变。

 近期前沿研究取得了系列突破(图1)。通过巧妙的材料设计与系统集成,新一代辐射致冷器已实现了:

 性能增强:制冷功率和最低温度录被不断刷新,实用性大幅提升。

 功能融合:成功将内置热绝缘层、抗菌活性等关键特性集成于单一材料或系统中。例如,某些材料本身或涂层具备抑制常见食源性病菌的能力,直接从源头提升食品安全(图2)。

 规模化生产:随着涂层、纺丝、卷对卷加工等大规模制备技术的成熟,高性能的辐射致冷材料正变得成本更低、更易获取,为在食品领域的广泛应用铺平道路。

 这些突破性进展使得辐射致冷技术突然之间与食品行业的需求高度相关。它不再只是一个被动的冷却器,而是一个能够主动应对多种腐败因子的“智能保鲜体”(图3)。

 本综述首次系统梳理了这些面向食品系统的多功能辐射致冷策略。我们详细评述了如何将辐射致冷与蒸发冷却、隔热等技术构建成混合系统,以及如何开发可扩展材料以实现高通量部署。这意味着,未来我们可能看到基于辐射致冷技术的保鲜箱、冷链包装甚至温室覆膜,它们不仅能显著节能,还能更有效地延长食品货架期,减少损失。这场“跨界”革命,正为食品采后管理开启新的篇章。 

 摘要图

 图1. 辐射致冷材料的研究进展

 图2. 基于辐射致冷技术的多功能耦合策略

 图3. 多功能辐射致冷材料在食品保鲜和采后管理的应用


 原文链接:https://doi.org/10.1016/j.tifs.2025.105332


 作者信息:

 孙大文(Da-Wen Sun),男,广东省潮州人,欧洲历史上唯一的华侨华人 “六院院士”,中国致公党第十四/十五届中央委员,中国侨联特聘专家,国务院侨务办公室专家咨询委员会委员,全国政协特邀海外列席代表和海外列席组召集人(2012)。欧洲科学院(欧洲人文和自然科学院)(Academia Europaea)院士,爱尔兰皇家科学院(Royal Irish Academy)院士,波兰科学院(Polska Akademia Nauk)外籍院士,国际食品科学院(IAFoST)院士,国际农业与生物系统工程科学院(iAABE)院士,国际制冷科学院院士。施普林格国际著名期刊《食品与生物加工技术》(Food and Bioprocess Technology)创刊者和主编(2008年创刊时即被SCI收录,第二年进入SCI一区, 现影响因子=5.3)、泰勒弗朗西斯集团《现代食品工程》 (Contemporary Food Engineering) 系列丛书创始主编、国际农业工程委员会(CIGR)主席(2013-2014)和荣誉主席、国际农业与生物系统工程科学院(iAABE)创院院长。现任华南理工大学教授,博导,现代食品工程研究中心主任;广东省农产品智能冷链物流装备工程实验室主任、广东省冷链食品智能感知与过程控制工程技术研究中心主任、广东省现代食品工程国际科技合作基地主任、广州市农产品智能感知与品质控制重点实验室主任、广东省食品智能质控与过程技术装备国际暨港澳台合作创新平台主任、广东省现代农业(农产品无损检测及精深加工)产业技术研发中心主任、广东省农产品品质智能感知与精准控制现代农业科技创新中心主任、广东省农产品保鲜物流共性关键技术研发创新团队首席科学家、爱尔兰国立都柏林大学(UCD)食品和生物系统工程终身教授。

 荣获国际农业与生物系统工程委员会(CIGR)杰出奖,英国皇家机械工程师学会“食品工程师年度人物”,凤凰卫视“影响世界华人大奖”,国际食品保护协会“冷冻食品基金会冷冻研究奖”,国际工程与食品协会终身成就奖,“CIGR荣誉主席”等多项国际大奖。

 在世界著名杂志和国际会议上共发表了1300多篇论文,其中,以通讯作者发表并被SCI收录的期刊论文超过800篇,出版专著17部,Web of Science统计的学术h指数为128,SCOPUS统计的学术h指数为141,Google Scholar 统计的学术h指数为166。特别是在高光谱成像、计算机视觉、真空冷却、超声波辅助冷冻和CFD模拟等方面的论文已经成为其他研究者的经典参考文献。71篇论文入选ESI农学“高被引论文”,全球排名第一位(2020.01)。2015年至2024年连续十年荣获科睿唯安全球“高被引科学家”称号,并位居美国斯坦福大学“全球前2%科学家”排名中国食品科学与工程入选的三百多位学者名单的第一位。

 2011年底起回到华南理工大学工作以来,迄今为止(2025年01月)在Web of Science网站上可以检索到的文章中,共有407篇是以华南理工大学食品科学与工程学院作为第一作者单位的论文,其中高被引论文40篇,JCR一区论文350篇,影响因子大于6的289篇。高被引论文数占华南理工大学全校和食品科学与工程学院的比例分别为7%和42%。其中2篇入选中国百篇最具影响国际学术论文,为华南理工大学唯一入选的两篇论文,为华南理工大学入选食品科学与工程“双一流”以及食品学科专业的全球领先排名做出了主要贡献。

 主持国家“十二五”科技支撑计划项目,国家“十三五”重点研发专项,国家国际科技合作专项,国家自然科学基金,东西部合作重大项目,广东省科技厅,农业农村厅,教育厅等科技计划项目,广州市科技计划项目,企业合作项目等四十多项。授权中国发明专利99件(其中第一发明人专利69件),美英日等发明专利10件,申请国际PCT专利9项。2019年至2024年共为华南理工大学培养科睿唯安全球“高被引科学家”11人次。荣获2014年度广东省科学技术奖一等奖(排名第二),2016年度教育部科技进步奖二等奖(排名第一),2016年度广东省科学技术奖三等奖(排名第一), 2018年度中国轻工业联合会科学技术进步奖一等奖(排名第二),2018年度广东省科技进步奖一等奖(排名第一),2020年度安徽省科技进步奖二等奖(排名第三)。

更多信息请访问网址:http://www.ucd.ie/sun/; http://www2.scut.edu.cn/acfe/

 徐亮,博士后,助理研究员。2024年6月获工学博士学位,同年进入华南理工大学现代食品工程研究中心工作,主要研究方向为:辐射/蒸发致冷耦合技术的开发及其在食品热管理的应用。主持国家自然科学基金青年项目(C类)、中国博士后科学基金面上项目,入选国家资助博士后研究人员计划(B档)。近5年在ACS Nano、Chemical Engineering Journal、ACS Applied Materials & Interfaces、ACS Sustainable Chemistry & Engineering、Food Hydrocolloids、Food Chemistry等食品、材料领域SCI主流期刊发表论文18篇。