由于工業(yè)的快速發(fā)展和化石能源的減少，能源消耗已成為一個至關(guān)重要的普遍問題。保溫隔熱是減少能源損失和提高全球能源效率的有效方法之一。優(yōu)異的保溫隔熱材料在航空航天、建筑節(jié)能和體育設(shè)備等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用需求。然而，在實際應(yīng)用中，隔熱材料在不同溫度和濕度條件下，其性能往往會惡化。例如當保溫隔熱材料暴露于高濕度環(huán)境中時，較高濕度的空氣（即水分子）擴散到材料中會削弱其隔熱性能，甚至破壞樣品的結(jié)構(gòu)。因此，構(gòu)建在極端濕熱環(huán)境下仍具有出色的保溫隔熱性能的塊狀材料是非常重要的。
近日，東華大學(xué)劉天西教授課題組發(fā)展了一種具有良好力學(xué)性能、超疏水、隔熱的納米纖維氣凝膠，即通過靜電紡絲和冷凍干燥技術(shù)制備了聚偏氟乙烯/聚酰亞胺（PVDF/PI）納米纖維復(fù)合氣凝膠。PVDF納米纖維和PI納米纖維分別充當疏水性纖維骨架和機械支撐骨架，形成具有良好機械柔韌性的堅固的三維框架。所得的PVDF/PI納米纖維復(fù)合氣凝膠顯示出高孔隙率（98.6％）、低密度（22.0 mg cm?3）、良好的機械穩(wěn)定性和高隔熱性（室溫下熱導(dǎo)率為31.0 mW m?1 K?1，300°C下為58.2 mW m?1K?1）。同時該氣凝膠展示出優(yōu)異的超疏水特性，水接觸角為152°。即使在100％濕度（80°C）下，PVDF/PI納米纖維復(fù)合氣凝膠仍顯示出較低的熱導(dǎo)率，僅為48.6 mW m?1k?1，其性能優(yōu)于大多數(shù)商業(yè)絕熱材料。因此，這種超疏水PVDF/PI納米纖維復(fù)合氣凝膠在保溫隔熱領(lǐng)域尤其是在潮濕和高溫環(huán)境中具有潛在的應(yīng)用價值，可廣泛應(yīng)用于建筑保溫、戶外運動裝備和石油管道保溫等領(lǐng)域。
該研究發(fā)表在Science China Materials上，東華大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院碩士生楊帆為第一作者，劉天西教授和樊瑋副研究員為該論文的通訊作者。該課題得到了國家自然科學(xué)基金（21674019，21704014）的資助與支持。
Fan Yang, Xingyu Zhao, Tiantian Xue, Shijia Yuan, Yunpeng Huang, Wei Fan, Tianxi Liu
