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中国科大仿北极熊毛发成功研制一种保温材料

2019年06月07日 17:32 来源:中国新闻网 参与互动 

  中新社合肥6月7日电 (记者 吴兰)中国科学技术大学7日消息,该校研究人员仿北极熊毛发结构,成功研制一种保温隔热材料,该项研究可在未来建筑和航空航天领域得到广泛应用。

  成果近日发表在细胞出版社旗下期刊《化学》上。

课题组模仿北极熊毛发制备的空心结构碳管。其构筑的碳管气凝胶能制成超弹性隔热材料。(詹慧娟/图 中国科大供图)
课题组模仿北极熊毛发制备的空心结构碳管。其构筑的碳管气凝胶能制成超弹性隔热材料。(詹慧娟/图 中国科大供图)

  由脂肪和毛皮构成的保温层,使北极熊在严寒的北极得以生存。与人类或其他哺乳动物的毛发不同,北极熊毛发是中空的,赋予了它显著的保温性和疏水性——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。在工程师眼中,北极熊毛发是理想的隔热材料,适宜人工隔热材料效仿。

  中国科学技术大学化学系教授俞书宏说:“北极熊毛发经过进化完善,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。”

  “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,”中国科学技术大学副教授刘建伟说。为了模拟这种结构,科研团队合作模拟数百万根中空碳管,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。

  研究人员聚焦于这种材料的相关工业用途,并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。

  俞书宏说:“由于实验室设备的限制,合成的碳管材料目前尚不能宏量制备,但预期将能够实现该材料的量产,并探索其在航空航天领域等极端条件下的应用。”  (完)

【编辑:叶攀】

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