转自 洞见热管理
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背景介绍
自从人类诞生以来，一直在与炎热/寒冷的环境作斗争，以获得更好的生活。因此，保温材料不断发展。传统的天然纤维，如棉花、羊毛和羽绒，一直被用作广泛编织成保暖织物或用作热障层。目前，包括聚酯和聚酰胺在内的多种合成纤维被广泛用于制造保温纺织品。然而，由于天然纤维和合成纤维的直径大（通常为10 μm）和堆叠结构简单，通常不能表现出理想的保温性能。气凝胶由于其孔径小、重量轻，近年来被认为是一种很有前途的保温材料。无机二氧化硅气凝胶已经实现了大规模商业化，其典型应用之一是防止电池热失控的物理屏障。与此同时，有机气凝胶，如聚酰亚胺和聚苯乙烯，也被开发用于保暖衣物填充物，但它们存在不可再生资源和高成本的问题。
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成果掠影
近日，南昆士兰大学Song Pingan、北京林业大学高强、李建章团队针对开发用于极端寒冷环境个人热管理的低成本、可持续气凝胶织物的研究取得最新进展。该团队报道了一种简单的双模板策略来制备低成本、超弹性、超疏水的富勒圆顶结构CNF气凝胶（CNF@PU），具有低导热性。通过发泡工艺的空气模板和冰模板的结合，形成了一个圆顶状的微观结构CNF@PU气凝胶，其中CNF作为绳杆，而廉价的聚氨酯（PU）作为接头。气凝胶具有超弹性、低导热性（24 mW/mK）和低成本的特点。制备的CNF@PU气凝胶比商业保热填充物（如绒布和鹅绒）具有更好的保热性，在大规模生产保暖服装方面具有巨大的商业潜力。这项工作为创建具有定制微观结构的高性能气凝胶提供了一种简便的方法，可以有效地进行个人热管理。研究成果以“Low-Cost Hyperelastic Fuller-Dome-Structured Nanocellulose Aerogels by Dual Templates for Personal Thermal Management”为题发表在《Advanced Materials》期刊。
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图文导读
图1.CNF@PU气凝胶的双模板制备示意图。
图3.CNF/PU气凝胶的压缩回弹性。
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