新型仿生隔熱材料結構類似北極熊毛發

     記者從中國科技大學獲悉，該校化學系俞書宏教授課題組仿照單根北極熊毛發的中空結構，并將其擴展到由許多毛發組成的塊體材料上。研究成果6月6日發表在細胞出版社旗下期刊《化學》上。

　　“北極熊的毛發經過進化完善，使其具有在寒冷潮濕的環境中保溫的效果，這使它成為合成保溫材料的理想模型。通過組裝人工合成的碳管纖維，我們可以設計出一種具有彈性的輕質材料，這種材料在使用期限內不會明顯老化，而且能吸收熱量。”俞書宏說。

　　與人類或其它哺乳動物的毛發不同，北極熊的毛發是中空的，每一根毛發都存在空腔結構。這些空腔的形狀和間距形成了它們獨特的白色外殼，實際上北極熊的毛是透明的，光在內部發生反射，引起發光，看起來像白色。同時，這也賦予了它們顯著的保溫性和疏水性，適宜人工隔熱材料效仿。

　　“中空的內核限制了熱對流，中空結構同樣也使單根毛發變得輕質，這是材料科學中最突出的優勢之一，”中國科技大學副教授劉建偉說，他們模擬了數百萬根中空碳管，每根碳管相當于一根北極熊毛發，并將它們纏繞成像通心粉一樣的氣凝膠。

　　研究人員發現受北極熊毛發啟發仿生制備的空心管表現出輕質、隔熱，也幾乎不受水的影響——這是一個使北極熊既能在游泳時保持溫暖，又能在潮濕條件下保持絕緣性的便利功能。另一個好處是，這種新材料與北極熊的毛發相比具有超彈性，這就進一步提高了其在工程方面的適用性。

　　研究人員聚焦于這種材料的相關工業用途，下一步準備將目前這種保溫材料的生產從厘米尺度擴大到米級尺度。并探索其在航空航天領域等極端條件下的應用。