新型仿生隔熱材料結構類似北極熊毛發

中國科技大學化學系俞書宏教授課題組仿照單根北極熊毛發的中空結構，并將其擴展到由許多毛發組成的塊體材料上。研究成果6月6日發表在細胞出版社旗下期刊《化學》上。
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+ @6 c* k% U' k7 u; a" r“北極熊的毛發經過進化完善，使其具有在寒冷潮濕的環境中保溫的效果，這使它成為合成保溫材料的理想模型。通過組裝人工合成的碳管纖維，我們可以設計出一種具有彈性的輕質材料，這種材料在使用期限內不會明顯老化，而且能吸收熱量?！庇釙暾f。

& v$ X0 t1 F( u) C2 R: q與人類或其它哺乳動物的毛發不同，北極熊的毛發是中空的，每一根毛發都存在空腔結構。這些空腔的形狀和間距形成了它們獨特的白色外殼，實際上北極熊的毛是透明的，光在內部發生反射 ，引起發光，看起來像白色。同時，這也賦予了它們顯著的保溫性和疏水性，適宜人工隔熱材料效仿。

! y7 t& z! r' g( K4 g, f% j“中空的內核限制了熱對流，中空結構同樣也使單根毛發變得輕質，這是材料科學中最突出的優勢之一，”中國科技大學副教授劉建偉說，他們模擬了數百萬根中空碳管，每根碳管相當于一根北極熊毛發，并將它們纏繞成像通心粉一樣的氣凝膠。
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/ Q, G  E8 J3 T研究人員發現受北極熊毛發啟發仿生制備的空心管表現出輕質、隔熱，也幾乎不受水的影響——這是一個使北極熊既能在游泳時保持溫暖，又能在潮濕條件下保持絕緣性的便利功能。另一個好處是，這種新材料與北極熊的毛發相比具有超彈性，這就進一步提高了其在工程方面的適用性。
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研究人員聚焦于這種材料的相關工業用途，下一步準備將目前這種保溫材料的生產從厘米尺度擴大到米級尺度。并探索其在航空航天領域等極端條件下的應用。（科技日報記者吳長鋒）
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