新型仿生隔热材料结构类似北极熊毛发



　　记者从中国科技大学获悉，该校化学系俞书宏教授课题组仿照单根北极熊毛发的中空结构，并将其扩展到由许多毛发组成的块体材料上。研究成果6月6日发表在细胞出版社旗下期刊《化学》上。

　　“北极熊的毛发经过进化完善，使其具有在寒冷潮湿的环境中保温的效果，这使它成为合成保温材料的理想模型。通过组装人工合成的碳管纤维，我们可以设计出一种具有弹性的轻质材料，这种材料在使用期限内不会明显老化，而且能吸收热量。” 俞书宏说。

　　与人类或其它哺乳动物的毛发不同，北极熊的毛发是中空的，每一根毛发都存在空腔结构。这些空腔的形状和间距形成了它们独特的白色外壳，实际上北极熊的毛是透明的，光在内部发生反射 ，引起发光，看起来像白色。同时，这也赋予了它们显著的保温性和疏水性，适宜人工隔热材料效仿。

　　“中空的内核限制了热对流，中空结构同样也使单根毛发变得轻质，这是材料科学中最突出的优势之一，”中国科技大学副教授刘建伟说，他们模拟了数百万根中空碳管，每根碳管相当于一根北极熊毛发，并将它们缠绕成像通心粉一样的气凝胶。

　　研究人员发现受北极熊毛发启发仿生制备的空心管表现出轻质、隔热，也几乎不受水的影响——这是一个使北极熊既能在游泳时保持温暖，又能在潮湿条件下保持绝缘性的便利功能。另一个好处是，这种新材料与北极熊的毛发相比具有超弹性，这就进一步提高了其在工程方面的适用性。

　　研究人员聚焦于这种材料的相关工业用途，下一步准备将目前这种保温材料的生产从厘米尺度扩大到米级尺度。并探索其在航空航天领域等极端条件下的应用。