Science：以北极熊皮毛为灵感的纤维，比羽绒服更保暖

受北极熊皮毛结构的启发，研究人员提出了一种具有特殊热学和机械性能的针织气凝胶纤维。这些纤维可水洗，可染色，经久耐用，非常适合用于高级纺织品。研究人员在一件毛衣上测试它们，这件毛衣展示了令人印象深刻的隔热性，以及其他特征。

气凝胶是一种理想的隔热材料。它们具有高孔隙率和极低的导热性。然而，由于气凝胶易碎和加工性差，其在纺织品绝缘纤维中的应用受到了限制。它们不仅缺乏编织或编织成实用纺织品所需的强度和拉伸性，而且目前的气凝胶纤维不能机洗，在潮湿或潮湿的环境中很快失去隔热能力。

许多生活在极端寒冷环境中的动物进化出了特殊的皮毛来保持温暖和干燥。例如，北极熊的毛发是由一个封闭在致密外壳结构中的多孔核心组成的。因此，毛发在保持强度和柔韧性的同时提供了出色的隔热性能。

模仿北极熊毛发的核壳结构，Mingrui Wu等人用冷冻纺丝的方法制造了一种具有层状孔隙的强聚合物气凝胶纤维。然后，他们用一层薄薄的、可拉伸的橡胶层将其包裹起来。由此产生的封装气凝胶纤维(EAF)实现了优异的隔热性能，同时也具有机械坚固性，使其适合针织或编织。

尽管这种纤维的内部孔隙率很高(超过90%)，但Wu等人表明，这种纤维的拉伸率高达1000%，与传统气凝胶纤维相比，这是一个显著的进步，传统气凝胶纤维只能达到~2%的应变。即使在100%应变下重复拉伸10,000次后，纤维仍能保持其隔热性能，影响最小。

此外，作者还证明了EAF是可洗涤和可染色的。作为概念验证，Wu等人用这种纤维编织了一件薄毛衣，尽管它的厚度大约是羽绒服的五分之一，但却提供了相当的绝缘性能。从相关的角度来看，盛智智和张学通对这一研究进行了更详细的讨论。