將節(jié)能新材料氣凝膠應(yīng)用到服裝,達到了抵御“火”與“冰”的巔峰

隨著地球和宇宙中人類活動空間的逐漸擴大，人類面臨著生活環(huán)境差異化、外太空、極地、山脈、海洋、火災(zāi)現(xiàn)場等，溫度與人類能承受的溫度差異很大。如何保溫是保證人身安全的重要課題。氣凝膠作為一種納米多孔固體材料，具有導(dǎo)熱系數(shù)低、孔隙率高、密度低等特點，常溫下導(dǎo)熱系數(shù)僅為0.013Ｗ/(m·K)，在所有固體材料中，保溫性能較好。由于80%以上的氣凝膠是空氣，隔熱效果很好，一寸厚的氣凝膠相當(dāng)于20-30塊普通玻璃的隔熱功能。即使把氣凝膠放在玫瑰和火焰之間，玫瑰也會完全損壞。

1. 氣凝膠在航空航天服裝中的應(yīng)用

目前，氣凝膠在航空航天服裝中的應(yīng)用，我國航空航天事業(yè)發(fā)展迅速，取得了突出成效。近年來，我國探月工程和火星計劃逐一出現(xiàn)。中國人的太空探索空間從近地軌道太空環(huán)境擴展到深空太空環(huán)境和外星球環(huán)境。外太空獨特的真空特征和環(huán)境特征。不同的外太空環(huán)境不僅與地球有很大的不同，而且在不同的太空環(huán)境中也有明顯的不同。在近地軌道空間和月球表面，由于真空環(huán)境高，宇航服和外部環(huán)境的傳熱方式主要是輻射 火 星 等 星 球 表 面，由 于 具 有 星 球 大 氣 的 保護和輻射已成為次要的傳熱方式。熱對流和熱傳導(dǎo)是宇航服和外部環(huán)境的主要傳熱方式。由于月球表面的熱流不能通過大氣層緩解，晝夜溫差很大，白天陽光直射月球表面的溫度可以達到11℃，夜間月球表面溫度低至-171℃；火星的環(huán)境特征不同于月球，火星 溫 度 變 化 具 有 季 節(jié) 循 環(huán) 性，夏 季 溫 度 處 于-83～-33℃，冬季氣溫-123℃～CO2冰點之間。因此，宇航服需要具有良好的耐熱性和耐熱性，以保持宇航員始終處于相對穩(wěn)定舒適的溫度環(huán)境中。

2002年，美國宇航局將航天材料技術(shù)轉(zhuǎn)化為工業(yè)應(yīng)用，利用超臨界技術(shù)生產(chǎn)氣凝膠氈產(chǎn)品，被稱為工業(yè)領(lǐng)域的革命性保溫方案。此后，研究機構(gòu)和工業(yè)企業(yè)開始參與氣凝膠的研究和應(yīng)用，迎來了氣凝膠產(chǎn)品研發(fā)的國際浪潮。

2016年11月3日，中國新一代大運力運載火箭長征5號首次在海南文昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功飛行。其中，中國自主開發(fā)的高性能納米氣凝膠保溫氈為火箭燃氣管道系統(tǒng)提供保溫。氣凝膠不僅可用于航空航天，還可用于石化、高鐵、油田等領(lǐng)域。目前，它也在擴展到民用領(lǐng)域。

2.氣凝膠作為消防員與外部火源隔離的屏障，可避免外部高溫?zé)齻Ｏ婪且环N多層織物系統(tǒng)，包括阻燃防火層、防水透氣層和保溫層。保溫層能有效防止外部熱量傳遞給人體。常用的保溫材料包括相變材料、形狀記憶材料、氣凝膠等。

氣凝膠的較佳用途可作為消防員外套制服的保護材料。當(dāng)氣凝膠涂上阻燃化學(xué)品時，消防服可承受620英鎊℃消防服背面溫度比原來低100℃，顯著提高了消防服的熱保護性能。此外，氣凝膠的重量僅為消防員外套使用的保護絕緣材料的10%左右，更柔軟、更舒適。

3.氣凝膠復(fù)合面料在保溫服裝中的應(yīng)用

隨著戶外運動的興起，越來越多的人參與了這一趨勢。然而，傳統(tǒng)臃腫的保暖服裝使得參加戶外運動的人在運動中難以伸展身體，而添加氣凝膠材料的運動服可以很好地解決這個問題。穿著后，不僅保溫性能好，而且方便人們運動，效果理想。

2018年10月9日，京東眾籌正式推出氣凝膠服裝，眾籌金額超過100萬；產(chǎn)品上線一周，眾籌總額超過600萬。這種由氣凝膠制成的衣服只有60種重量g/m2，厚度僅0.5mm，熱導(dǎo)系數(shù)達0.0191W/(m·K)，可謂輕若鴻毛，薄如蟬翼，暖如韓陽。這種紡織專用氣凝膠復(fù)合保溫材料具有獨家專利，只能依靠三種mm厚度，抗衡-1966℃嚴(yán)寒保溫效果遠超40mm厚羽絨服。這種面料的成功生產(chǎn)開始推向服裝市場，可以說是服裝行業(yè)的一場材料革命。

據(jù)報道，氣凝膠服裝為零下173℃在液氮噴射試驗中，衣服的內(nèi)部溫度仍然可以保持在28歲℃左右，而在20℃當(dāng)你在溫度下穿衣服時，你仍然可以在不過熱的情況下保持舒適和感覺。據(jù)了解，這件衣服的價格約為2000元，已降低到公眾可接受的水平，受到消費者的追捧，市場反應(yīng)火爆。