發布時（shí）間：2024-12-10 13:34:38 人氣：0次
人類是吸熱恒溫（wēn）動物，要維持體內溫度才能維（wéi）持生命（mìng）。然而，在極（jí）端（duān）環境中，如（rú）嚴寒的冬天，人（rén）類的生理適應能力是非常有限的。從古代的（de）動物皮毛到現代的合成保溫材料，科技（jì）進步為人類提供了在惡（è）劣環境中生存的可能性。氣凝膠因其極低的密度和獨（dú）特的孔隙結構，在隔熱材料領域（yù）收到廣泛關注（zhù）。但由於傳統氣凝膠的機械結構不穩定性，限製了實（shí）際的應用範圍。朱美（měi）芳院士團隊開發的氣凝（níng）膠具有大而均勻的長度與直徑（jìng），作（zuò）為構建塊，通過冷凍成型技術將其組裝成具有波紋片層結構的氣凝膠氈。這些氣凝膠具有優異的機械性能，可以滿足織物的彈性和舒適性需求，還（hái）具有（yǒu）自清潔、防水、透氣和阻燃（rán）的特性，適用於極端環境中的（de）應用要求。
圖1. PPS（聚苯硫醚（mí））超細纖維的製備流程
采用（yòng）海島型熔紡技術（shù）（如圖1），利用CoPET和PPS分（fèn）別作為“海”和“島”的組成部分進行雙組份熔融紡絲，通過多個步驟逐步縮小纖維直徑，得到（dào）高長（zhǎng）徑比的連續超細（xì）纖維。這些纖維具有極細的直徑（約1微米）。隨著拉伸比的增加，纖維的分子鏈（liàn）取向逐步有序化，並形成高結（jié）晶度的結構。這種（zhǒng）高結（jié）晶度在纖維的力學強度上發揮了重要作用，使得（dé）最終材料具備（bèi）優異的機械性能。
圖2. LFFAs的基本結構特征和機械柔韌性
LFFA具有極低的密度，僅有6.4mg cm3，展示了其（qí）輕（qīng）質特性，例如可以輕鬆懸停在花朵上（如圖2）。通過冷（lěng）凍成型，可以製（zhì）得不同（tóng）的幾何（hé）形狀的LFFA，如塊狀和纖（xiān）維（wéi）狀（zhuàng），且LFFAs的具有極高（gāo）的柔性，例如可被捏合、打結且（qiě）無損（sǔn）壞。這些特性主要得（dé）益於材料內部的（de）三維纖維網絡結構，該結構在提供穩定支撐的（de）同時又具備（bèi）柔韌性。在SEM圖中可以（yǐ）看到LFFAs的層狀和開放（fàng）式孔隙網絡，這（zhè）種結構為LFFAs提供了良好的透氣性和隔（gé）熱（rè）性能（néng），同時增強了材料的（de）可加工性。
圖3. LFFAS的彈性機械性能
通過一係列（liè）力學測試（如圖3）表明LFFAs在拉伸和壓縮下的出色彈性和耐久性。例如LFFAS可（kě）以（yǐ）在25%的拉伸下保持（chí）彈性恢複性，表現出優（yōu）異的拉伸性能。在壓縮應變測試中，可以承（chéng）受高達95%的壓縮應（yīng）變（biàn）並恢複（fù）到原始形狀，具有極高的恢複性。LFFAS在經（jīng）過10000次（cì）壓縮循環後（hòu）仍（réng）能保持良好的疲勞耐久性，這表明LFFAs在多次使用或（huò）長時間負荷（hé）下具有穩定性（xìng）。這些氣凝膠的優異機械（xiè）性能，可以滿足織物的彈性和舒適性需求，包括超（chāo）強的柔韌性。
圖（tú）4. 多功能隔熱氣凝膠的（de）特性
通過接觸角測（cè）試展示（shì）了材料的超疏水特性（接觸（chù）角達到154°），並且能夠自清潔，在水流下輕鬆去（qù）除表麵灰塵和汙漬。具（jù）有（yǒu）優異的透氣性，可有效防止液態水滲透，同時允許水蒸氣逸出，適合於濕度較高的環境。在阻（zǔ）燃性能測試中，材料達到V0級阻燃等級，展示了在火焰接觸下的自熄性和高熱穩定性，能（néng）夠在緊急情況下提供額外的（de）防護。所得的氣（qì）凝膠毛氈服裝表現（xiàn）出優異的隔熱性能，接近於幹燥空（kōng）氣的隔熱性能，其厚度僅為具有類似隔熱性（xìng）能的羽絨服的（de）三分之一。（如圖4）
綜上，這項研究成功地（dì）解決了氣凝膠（jiāo）在實際應用中（zhōng）的機械脆弱性和結構不穩定性問題。通過海島熔融紡絲技術製備的超細纖維，構（gòu）建了一種新型的氣凝膠結構，這種結構不僅具有出色的機械性能，還具備了舒（shū）適性、自清潔性、防水性、透氣性和阻燃性。這些特性使得氣（qì）凝膠服裝在極端環境下的保溫領域具有廣（guǎng）泛（fàn）的應用潛力，如日常保暖、戶外運動和緊急救援特殊服裝等（děng）。此外，由於熔（róng）融紡絲（sī）技術的成熟和先進性，這（zhè）種氣凝膠的（de）大規模製備成為可能，為未來隔熱材料的發展開辟了新（xīn）的道路。
原文鏈接
https://doi.org/10.1002/adma.202414731
來源：91福利国产在线观看香蕉
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