冬天来了，气温骤降，大家都买了厚实暖和的冬衣。 “气凝胶材质，一种气凝胶级材料”的标语，越来越多地出现在一些冬季防寒保暖的服装上，并号称具有超强的保暖性能，而且价格也不便宜。
那么究竟什么是气凝胶呢？气凝胶服装真的对防寒保暖有神奇的作用吗？
*摘自电子商务平台。
让我们从什么是气凝胶开始。
什么是气凝胶？
气凝胶是一种包裹着大量封闭微孔的三维网状结构材料，可以由无机材料或高分子分子通过溶胶-凝胶转变过程再经过特殊的干燥过程制成。 根据这个定义，正如你所看到的，气凝胶的概念实际上是指固体结构（与某种化学物质相反），这种结构是特殊的，因为它的高孔隙率，可以达到800%~99.8%，孔径范围为1 100 nm。 气凝胶结构的封闭微孔中存在分散和静止的空气，这决定了具有低密度和低导热系数的气凝胶结构物质的性能特征。 气凝胶材料一般包括无机气凝胶和有机气凝胶，无机气凝胶有二氧化硅气凝胶、钛白粉气凝胶等，有机气凝胶有聚酰亚胺气凝胶、聚氨酯气凝胶等。 
一种气凝胶材料 作者简介气凝胶材料的高隔热性能使其广泛应用于航空航天、电子通讯、阻燃和隔热等领域。 例如，在航空航天领域，气凝胶材料被用于飞机的隔热罩、减速器的柔性热保护系统、航天推进系统的冷冻管绝缘层、宇航服等场景，所以从这个角度来看，气凝胶确实是名副其实的“航天级材料”。 如何用气凝胶做衣服？
那么，既然气凝胶的保温性能这么好，这种材料能应用到我们日常的人体保暖防寒场景中吗？纺织科学确实在做这方面的研究，我们可以看看目前的研究结果。 我们平时穿衣服，还要拉扯揉捏，这对于普通的纺织面料来说是小菜一碟。 但就目前而言气凝胶结构材料本身力学性能差，极易断裂和粉碎，缺乏柔韧性和悬垂性，不适合直接用于日用纺织品和服装。 
弯曲气凝胶材料 图片由作者提供纺织科学家也想出了很多方法来改善这种情况，希望在纺织品和服装中使用气凝胶来改善保寒性能。 例如，胶粘剂或纺织材料本身对气凝胶的粘附作用，用于将气凝胶粉末粘附在纺织材料表面;将含有气凝胶的涂层均匀地涂在织物表面;气凝胶纤维是使用用于制备气凝胶的溶液通过特定的加工工艺直接制备的或者，将气凝胶微粒添加到纺丝溶液中以生产含气凝胶的化学纤维。 听起来气凝胶在服装上的应用是有一点希望的，但当涉及到实际操作时，仍然存在很多问题。
现在的“气凝胶服装”靠谱吗？
为了将气凝胶材料用于服装，人们做了很多尝试，不幸的是，这些技术和工艺仍然存在一些问题。 例如，气凝胶纤维的制造过程非常缓慢，力学性能相对较差，难以承受后期纺纱和织造过程中所需的张力。 表面粘接技术或气凝胶涂层技术，虽然经过处理的织物可以提高隔热保暖性能，但容易出现织物不透气、透湿性不强的问题。 并且也有气凝胶颗粒剥落的情况。 有些朋友可能会一头雾水，我之前不是说过宇航服用的是气凝胶材料吗？为什么不能做衣服？事实上，宇航服使用的气凝胶材料是一种强度高、柔韧性好的聚酰亚胺气凝胶，目前只用于宇航服、防护服等一些特殊领域。 虽然宇航服和防护服也被称为“服装”，但它属于一种特殊的个人装备系统，而不是一件简单的衣服气凝胶材料作为隔热材料，只是该系统的一部分还需要配备其他材料和设备，实现人体与外界环境的热湿平衡，这是一个与日常服装完全不同的系统。 
pixabay总而言之，在目前的技术状态下，气凝胶材料在日常服装保冷中的应用还存在相当大的局限性，工业化大规模生产和商业化的案例很少。 消费者应留意相关资料商品采用气凝胶材质，效果真实，请勿盲目下单。 最后，我想请大家花2分钟左右的时间帮一点小忙，为了更好地了解您对保暖衣物的需求，请扫码参与中国纺织建设规划院的问卷调查，我们也会根据您的反馈，选择我们最关心的衣物问题。
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引用
1] 赵国良， 李光武， 薛蓉， 等. 气凝胶在纺织服装领域的应用技术现状[J].新材料产业， 2021， （02）： 48-53 doi:10.19599/j.issn.1008-892x.2021.02.009
2] 马晓毅， 胡艳萍， 王凯， 等. 聚酰亚胺气凝胶的制备、结构与性能研究进展[J ol].高分子材料科学与工程， 1-12[2023-11-13].
3] nasa: new ultra-thin, flexible aerogels could be used to make super-insulated clothing
4] durable polyimide aerogels (lew-tops-133)
企划与生产
本文是科普中国之星工程的成果。
由中国科协科普部制作。
出品方：中国科学技术出版社***、北京中科银河文化传媒***
作者丨宋立丹，中国纺织建设规划院。
审计丨张杰，中国纺织建设规划院总工程师。
策展 |丁坤.
编辑丨丁坤.