凜冬已至，氣溫驟降，大家紛紛購(gòu)置更厚實(shí)保暖的冬裝。而“采用航天級(jí)材料——?dú)饽z制造”的宣傳語(yǔ)越來(lái)越多地出現(xiàn)在一些冬季防寒保暖類(lèi)服裝上，并且聲稱(chēng)具有超級(jí)保暖性能，售價(jià)也不算便宜。

那么氣凝膠到底是一種什么材料呢？氣凝膠服裝是否真有防寒保暖奇效呢？

圖片截自某電商平臺(tái)

這事兒要先從氣凝膠到底是什么說(shuō)起。

氣凝膠是個(gè)啥？

氣凝膠，是一類(lèi)包絡(luò)大量封閉微孔的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)材料，可由無(wú)機(jī)材料或者聚合物大分子通過(guò)溶膠—凝膠轉(zhuǎn)變工藝，再經(jīng)過(guò)特種干燥過(guò)程制成。

根據(jù)這個(gè)定義，大家可以知道氣凝膠這個(gè)概念其實(shí)指的是一種固體結(jié)構(gòu)（而不是某種化學(xué)物質(zhì)），這個(gè)結(jié)構(gòu)的特殊之處就在于其孔隙率很高，孔隙率高達(dá) 80.0%~99.8%，孔徑范圍在 1～100 納米之間。

氣凝膠結(jié)構(gòu)的封閉微孔中存在著分散靜止的空氣，這就決定了具有氣凝膠結(jié)構(gòu)的物質(zhì)具有低密度、低導(dǎo)熱率的性能特點(diǎn)。氣凝膠材料一般有無(wú)機(jī)氣凝膠和有機(jī)氣凝膠，無(wú)機(jī)氣凝膠有二氧化硅氣凝膠、二氧化鈦氣凝膠等，有機(jī)氣凝膠有聚酰亞胺氣凝膠、聚氨酯氣凝膠等等。

一種氣凝膠材料  作者供圖

氣凝膠材料的高隔熱性能使其在航空航天、電子通訊、阻燃隔熱等領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛。例如在航空航天領(lǐng)域，氣凝膠材料用于飛行器的隔熱罩、減速器的柔性熱保護(hù)系統(tǒng)、空間推進(jìn)系統(tǒng)的冷凍管隔熱層、航天服等場(chǎng)景，所以從這個(gè)角度來(lái)看，氣凝膠確實(shí)是名副其實(shí)的“航天級(jí)材料”。

氣凝膠怎么做衣服？

那么，既然氣凝膠的隔熱性能這么好，這種材料是否可以應(yīng)用在我們?nèi)粘５娜梭w保暖防寒場(chǎng)景呢？紡織科學(xué)確實(shí)在做這方面的研究，我們可以看一下目前的研究結(jié)果。

咱們平時(shí)穿衣服，少不得要抻拉揉拽的，這對(duì)常見(jiàn)紡織面料來(lái)說(shuō)小菜一碟。但目前氣凝膠結(jié)構(gòu)材料本身的力學(xué)性能很差，極易破碎和粉化，缺乏柔韌性和懸垂性，不太適合直接使用在日常紡織品和服裝上。

彎折的氣凝膠材料 作者供圖

紡織科學(xué)家也想了很多辦法來(lái)改善這種情況，以期望能將氣凝膠使用在紡織品和服裝上來(lái)提高防寒保暖性能。

例如，利用粘合劑或紡織材料自身對(duì)氣凝膠的粘著作用，將氣凝膠粉末粘附于紡織材料表面；將含有氣凝膠的涂層整理劑均勻涂覆在織物表面；直接采用制備氣凝膠的溶液通過(guò)特定的加工工藝來(lái)制備氣凝膠纖維；或者將氣凝膠微粒加入紡絲溶液中來(lái)生產(chǎn)含氣凝膠的化學(xué)纖維。

聽(tīng)起來(lái)好像氣凝膠在服裝上應(yīng)用有點(diǎn)希望了，但具體實(shí)操的時(shí)候，依然會(huì)面臨很多問(wèn)題。

現(xiàn)在的“氣凝膠服裝”靠譜嗎？

為了將氣凝膠材料用于服裝，人們做了很多嘗試，但遺憾的是目前這些技術(shù)和工藝仍舊存在一些問(wèn)題。

例如，氣凝膠纖維的制造過(guò)程很慢，力學(xué)性能又比較差，難以承受在后期的紡紗、織造過(guò)程中所需的張力。而表面粘著技術(shù)或者氣凝膠涂層技術(shù)，雖然能使處理過(guò)的面料在隔熱保暖性能方面有所提高，但是很容易出現(xiàn)面料不透氣不透濕的問(wèn)題。而且還有氣凝膠顆粒剝落的情況。

可能有的朋友會(huì)疑惑了，前面不都說(shuō)了航天服中使用了氣凝膠材料嗎？怎么就不能做衣服了？其實(shí)，用在航天服里的氣凝膠材料，是一種強(qiáng)度很高、擁有較好柔軟性的聚酰亞胺氣凝膠，這種材料目前只用于一些特殊領(lǐng)域例如航天服和防護(hù)服裝中。

雖然也叫“服裝”，但航天服和防護(hù)服裝屬于一類(lèi)特種個(gè)人裝備系統(tǒng)而不是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的一件衣服，氣凝膠材料作為保溫隔熱材料，只是該系統(tǒng)的一部分，還需要配備其他材料和設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)人體與外界環(huán)境之間的濕熱平衡，是完全不同于日常服裝的一個(gè)系統(tǒng)。

總而言之，在目前技術(shù)條件下，氣凝膠材料在日常服裝的防寒保溫上的使用依然有相當(dāng)大的局限性，工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)并實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的情況也極少。建議消費(fèi)者留意查看相關(guān)產(chǎn)品使用氣凝膠的材料和真實(shí)效果，不要盲目下單。（作者：宋立丹）

來(lái)源：科普中國(guó)

初審：佟焱

復(fù)審：郎秋萍

終審：孫明暉