东华大学朱美芳教授、成艳华研究员 Adv. Mater.: 卷对卷工艺制备加捻气凝胶纱线 - 兼具高...

主要观点总结

本文介绍了气凝胶材料在隔热领域的潜力以及其在应用中的挑战。针对这些问题，东华大学朱美芳院士、成艳华研究员提出了一种卷对卷连续加捻组装策略，成功将高含量的商用介孔SiO₂气凝胶颗粒复合到纱线中，实现了气凝胶纱线的高效连续生产，并提高了纱线的隔热和机械性能。该研究以“Roll-to-Roll Twisted Assembly”为创新点，所制备的NF-TAY气凝胶纱线具有优异的力学和隔热性能，展现出良好的耐久性和多功能性。相关研究成果已发表在Advanced Materials上。

关键观点总结

关键观点1: 气凝胶因其超低热导率在隔热领域具有巨大潜力，但存在脆性、加工性差和机械强度不足等问题。

传统气凝胶纤维制备技术面临的挑战包括纳米纤维基气凝胶纤维强度损失、纤维纺丝与干燥的分步进行以及功能性填料的加入降低纺丝原液的可纺性。

关键观点2: 东华大学朱美芳院士、成艳华研究员提出的卷对卷连续加捻组装策略（Roll-to-Roll Twisted Assembly）是本文的核心创新点。

该策略以二维纳米纤维膜为结构骨架，通过一步法喷涂-加捻工艺，成功将高含量商用介孔SiO₂气凝胶颗粒复合到纱线中，实现了高效连续生产，提高了纱线的隔热和机械性能。

关键观点3: NF-TAY气凝胶纱线的特点

NF-TAY气凝胶纱线呈现核壳结构，具有优异的力学和隔热性能，拉伸强度达16.3 MPa，可承受自重3.3×10^4倍的载荷，同时具有低热导率。此外，它还具有优异的耐久性，在极端温度、反复折叠/压缩以及水洗后仍能保持良好的力学和隔热性能。通过外层纳米纤维功能化改性，还兼具疏水性、可染色性和焦耳加热功能。