冬天的福音——中国科学家研制出“超级保温材料”

【新科技】冬天的福音——中国科学家研制出“超级保温材料”

中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所张学同研究员领导的气凝胶团队研制出远超现有材料的最新材料，该气凝胶纤维具有优异的隔热性能，常温下热导率仅为0.027 W/m·K，在低温下其隔热性能是棉布的2.8倍，可在-196~300℃的极端环境下长时间发挥隔热保温性能。该有望取代超细纤维、甚至颠覆羽绒，是下一代保暖纤维的最重要发展方向。

同时，该气凝胶纤维具有优异的力学性能，可以任意弯曲、打结、编织等；并具有优异的化学稳定性，可进行染色、疏水化、化学镀等多种改性且不损伤气凝胶主体骨架结构。从而具备了商用价值。最后，该气凝胶纤维也可以通过填充相变材料制备成空调纤维，其热焓值可达162 J/g，远超现有商用Outlast空调纤维的热焓值（约为2.4J/g）。

相关成果以“Nanofibrous Kevlar Aerogel Threads for Thermal Insulation in Harsh Environments”为题，发表于国际期刊《ACS Nano》(DOI: 10.1021/acsnano.9b01094)上。

空调纤维技术是美国太空总署为登月计划而研发的。目的是为了宇航员制作登月服装，包括手套、袜子、内衣等，后来发展到用于普通服装，特别是户外服装，包括滑雪衫、裤、毛衣等。

空调纤维是一种新型”智能”纤维，于1988年开发成功，1994年首次用于商业用途，1997年在户外服装中使用，现在已广泛用于时装和床上用品。

空调纤维技术主要应用于腈纶纤维，规格有2.2dex、3.3dex和5dex,长度为51mm、60～110mm不等，可供散纤和毛条。

空调纤维的原理：使用物体相变所产生的吸热和放热功能 例如水变成水蒸气就一定会吸收热量，我们称为相变反应，例如：美国航天技术使用的Outlast和中国的Onwent等空调纤维，是使用了固体–液体转变来实现的吸热和放热的功能，在纤维的生产过程中把PCM（纳米微胶囊）植入到纤维中，在温度达到一定值时，胶囊发生物理形态的转化（固体–液体）从而实现了吸热和放热的功能。