基于仿生螺旋纤维的超弹性和可清洗的微纤维/纳米纤维海绵,用于高效的隔热
Fengjin Yang1, Zhifei Wang1, Wei Zhang1
1Innovation Center for Textile Science and Technology, College of Textiles, Donghua University, Shanghai, 200051, People's Republic of China.
Nano-micro letters
|August 25, 2025
概括
研究人员开发了一种超弹性且可洗的微纤维海绵, 这种先进的材料提供了极端寒冷的防护服的优越的隔热和机械性能.
科学领域:
- 材料科学
- 生物模拟学
- 织工程
背景情况:
- 极端寒冷的天气对人类的温度调节构成风险,需要有效的隔热服装.
- 目前用于绝缘的先进纤维材料往往会损害机械强度或可冲洗性.
- 需要高性能绝缘材料来平衡耐用性,防洗性和热保护性.
研究的目的:
- 开发一种超弹性且可洗的微/纳米纤维海绵 (MNFS),具有仿生螺旋纤维.
- 为了在极寒环境中实现高性能隔热.
- 克服传统纤维材料在平衡机械性能和隔热方面的局限性.
主要方法:
- 生物模拟设计灵感来自黄瓜状弹结构.
- 多喷射电技术用于制造螺旋式微/纳米纤维.
- 对溶液导电性和相分离率进行控制,以使纤维固化和纠成海绵结构.
主要成果:
- 制造的MNFS表现出超弹性,能够承受200%的拉伸力和1000个变形周期.
- 该材料在低温温度 (-196°C) 中保持了弹性.
- 实现低导热率 (24.85 mW m-1 K-1),与干空相比,在洗后保持结构完整性.
结论:
- 生物模拟螺旋MNFS在苛刻的条件下提供了高性能隔热的有希望的解决方案.
- 材料的超弹性,可洗性和优异的隔热性能满足了保护服的关键要求.
- 这项工作为包括运输,环境和能源在内的各种应用领域的先进纤维海绵开辟了道路.


