【论文标题】：Superlight and Ultrathin Aerogel Functionalized Textiles for Personal Thermal Management in Extremely Cold Environments /用于极端寒冷环境下个人热管理的超轻超薄气凝胶功能化纺织品

【发表期刊】：《Advanced Functional Materials》，IF=19

【第一作者】：Ling Liu

【通讯作者】：Jin Wang，Qingwen Li

【论文摘要】：气凝胶因其超低导热系数和密度，被视为极端环境下极具前景的隔热材料。然而，其固有的脆性和较差的加工性导致在个人热管理中的性能欠佳。为解决这些局限性，我们提出了气凝胶功能单元策略，利用气凝胶微粒作为功能构建单元，在闭孔聚对苯二甲酸乙二醇酯纺织品上实现了气凝胶功能化纺织品涂层（AFTC）的工业化规模生产。由微米级闭孔和纳米级二氧化硅气凝胶孔形成的梯度孔结构，降低了有效固相传热贡献，并抑制了材料内部的气相传热。特别是，二氧化硅气凝胶的纳米孔有助于实现气相传热的Knudsen抑制，从而帮助AFTC在寒冷环境中实现优异的隔热性能。所得材料具有0.434的CLO值和0.0129 W/(m·K)的超低导热系数。此外，将AFTC作为夹层制成的服装在海拔1168米的雪原上进行了测试，该服装成功地将人体微环境温度维持在26.7°C。AFTC推动了气凝胶纺织品在个人热管理中的潜在应用，特别是在含氧量低、极低温度和强风的高原及高海拔地区。

图1 AFTC的制备工艺与实物照片；卷对卷量产流程示意图，面料通过自身结构阻隔热传导、辐射与对流，减少热量散失。右图为宽0.7米、长1.8米的AFTC面料实物照片。

图2 AFTC的结构与形貌；展示二氧化硅气凝胶浆料实物、不同涂层厚度的面密度与导热系数数据，以及底面、顶面、截面的扫描电镜图，最后为碳、氧、硅元素面分布图谱。

图3 AFTC的隔热性能；对比AFTC与基材的热阻及导热系数，展示其与多种保温材料的克罗值对比曲线，并通过高低温台面、零下30度环境下的红外热成像图验证隔热效果，最后附厚度对比照片。

图4 AFTC服用性能测试；对比AFTC与基材的透气透湿性、耐水洗性及质量变化，展示弯折拧绞缝制后的实物照片，对比水接触角及表面形貌，并附表面粗糙度影响接触角的原理示意图。

图5 户外严寒环境实际测试；图示AFTC夹层防寒服结构，在约零度的滑雪场测试。展示志愿者穿着后的衣间微环境温度变化曲线、平均温度对比及红外热成像数据。

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