将节能新材料气凝胶应用到服装,达到了抵御“火”与“冰”的巅峰

随着地球和宇宙中人类活动空间的逐渐扩大，人类面临着生活环境差异化、外太空、极地、山脉、海洋、火灾现场等，温度与人类能承受的温度差异很大。如何保温是保证人身安全的重要课题。气凝胶作为一种纳米多孔固体材料，具有导热系数低、孔隙率高、密度低等特点，常温下导热系数仅为0.013Ｗ/(m·K)，在所有固体材料中，保温性能较好。由于80%以上的气凝胶是空气，隔热效果很好，一寸厚的气凝胶相当于20-30块普通玻璃的隔热功能。即使把气凝胶放在玫瑰和火焰之间，玫瑰也会完全损坏。

1. 气凝胶在航空航天服装中的应用

目前，气凝胶在航空航天服装中的应用，我国航空航天事业发展迅速，取得了突出成效。近年来，我国探月工程和火星计划逐一出现。中国人的太空探索空间从近地轨道太空环境扩展到深空太空环境和外星球环境。外太空独特的真空特征和环境特征。不同的外太空环境不仅与地球有很大的不同，而且在不同的太空环境中也有明显的不同。在近地轨道空间和月球表面，由于真空环境高，宇航服和外部环境的传热方式主要是辐射 火 星 等 星 球 表 面，由 于 具 有 星 球 大 气 的 保护和辐射已成为次要的传热方式。热对流和热传导是宇航服和外部环境的主要传热方式。由于月球表面的热流不能通过大气层缓解，昼夜温差很大，白天阳光直射月球表面的温度可以达到11℃，夜间月球表面温度低至-171℃；火星的环境特征不同于月球，火星 温 度 变 化 具 有 季 节 循 环 性，夏 季 温 度 处 于-83～-33℃，冬季气温-123℃～CO2冰点之间。因此，宇航服需要具有良好的耐热性和耐热性，以保持宇航员始终处于相对稳定舒适的温度环境中。

2002年，美国宇航局将航天材料技术转化为工业应用，利用超临界技术生产气凝胶毡产品，被称为工业领域的革命性保温方案。此后，研究机构和工业企业开始参与气凝胶的研究和应用，迎来了气凝胶产品研发的国际浪潮。

2016年11月3日，中国新一代大运力运载火箭长征5号首次在海南文昌卫星发射中心成功飞行。其中，中国自主开发的高性能纳米气凝胶保温毡为火箭燃气管道系统提供保温。气凝胶不仅可用于航空航天，还可用于石化、高铁、油田等领域。目前，它也在扩展到民用领域。

2.气凝胶作为消防员与外部火源隔离的屏障，可避免外部高温烧伤。消防服是一种多层织物系统，包括阻燃防火层、防水透气层和保温层。保温层能有效防止外部热量传递给人体。常用的保温材料包括相变材料、形状记忆材料、气凝胶等。

气凝胶的较佳用途可作为消防员外套制服的保护材料。当气凝胶涂上阻燃化学品时，消防服可承受620英镑℃消防服背面温度比原来低100℃，显著提高了消防服的热保护性能。此外，气凝胶的重量仅为消防员外套使用的保护绝缘材料的10%左右，更柔软、更舒适。

3.气凝胶复合面料在保温服装中的应用

随着户外运动的兴起，越来越多的人参与了这一趋势。然而，传统臃肿的保暖服装使得参加户外运动的人在运动中难以伸展身体，而添加气凝胶材料的运动服可以很好地解决这个问题。穿着后，不仅保温性能好，而且方便人们运动，效果理想。

2018年10月9日，京东众筹正式推出气凝胶服装，众筹金额超过100万；产品上线一周，众筹总额超过600万。这种由气凝胶制成的衣服只有60种重量g/m2，厚度仅0.5mm，热导系数达0.0191W/(m·K)，可谓轻若鸿毛，薄如蝉翼，暖如韩阳。这种纺织专用气凝胶复合保温材料具有独家专利，只能依靠三种mm厚度，抗衡-1966℃严寒保温效果远超40mm厚羽绒服。这种面料的成功生产开始推向服装市场，可以说是服装行业的一场材料革命。

据报道，气凝胶服装为零下173℃在液氮喷射试验中，衣服的内部温度仍然可以保持在28岁℃左右，而在20℃当你在温度下穿衣服时，你仍然可以在不过热的情况下保持舒适和感觉。据了解，这件衣服的价格约为2000元，已降低到公众可接受的水平，受到消费者的追捧，市场反应火爆。