氣凝膠材料在紡織品上的應用研究進展

趙倫玉，隋曉鋒，毛志平，李衛東，馮雪凌

(1.東華大學 化學與化工學院，上海 201620；2.東華大學 生態紡織教育部重點實驗室，上海 201620；3.東華大學 紡織學院，上海 201620)

氣凝膠是一種由聚合物分子或連續的無機納米粒子重復堆疊形成的具有三維開放網絡結構的多孔材料，孔徑范圍在1～100 nm之間，孔隙率高達80.0%～99.8%。由于其兼備納米級的孔洞結構和聚集態的物質屬性，因而整體呈現出多種寬范圍可調的物理性質。例如，氣凝膠材料的密度可高達1 g/cm3，與固體塑料密度相當，而最低也僅有0.16 mg/cm3，為空氣密度(1.29 mg/cm3)的1/6。與密度密切相關的聲阻抗參數同樣有著1×103～1×107kg/(m2·s)的巨大跨度。除此之外，氣凝膠材料還擁有極低熱導率(最低可達0.013 W/(m·K))、超大比表面積(500～1 200 m2/g)、超低介電常數(最低可達1.008)，以及可調折射率(最低可達1.025)等物理特性[1]。憑借這些性質，氣凝膠在保溫隔熱、吸附催化、分離過濾、消聲隔聲、組織工程等各領域皆有廣泛的應用。尤其在紡織領域，已經開發了多種氣凝膠基紡織品的制備工藝，并實現了工業化制造與生產。

本文首先梳理了氣凝膠材料的定義演變歷史，明晰其日益模糊的概念。然后重點圍繞應用方法和應用形式，闡述了氣凝膠在不同應用中的作用機制及目前國內外的相關研究進展。最后指出在氣凝膠基紡織品的應用中亟待解決的問題，并展望了未來紡織領域中氣凝膠材料的發展趨勢。

1 氣凝膠的定義演變

1931年，美國斯坦福大學Kistler教授首次將氣凝膠材料引入公眾視野，以水玻璃為原料，通過……