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2020-02-20 10:02:08
随着人类在地球和宇宙活动空间的逐渐扩大，人类所面临的生存环境差异化逐渐显现，外太空、极地、高山、海洋、火灾现场等，温度与人类所能承受的温度差异极大，如何保温隔热，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，在常温下热导率仅为0.013Ｗ/(m·K)，在所有固体材料中具有最好的保温性能，是首选的保温隔热材料。由于气凝胶中一般80%以上是空气，所以有非常好的隔热效果，一寸厚的气凝胶相当20-30块普通玻璃的隔热功能。即使把气凝胶放在玫瑰与火焰之间，玫瑰也会丝毫无损。
1、气凝胶在航空航天服饰上的应用
气凝胶在航空航天服饰上的应用当前，我国航空航天事业飞速发展，取得了突出的成果，我国的探月工程、火星计划在近几年逐一登场。中国人的太空探索的空间由近地轨道太空环境到深空太空环境以及外星球环境扩展，外太空独特的真空特点和环境特点，不同外太空环境所承受的热传导方式不仅与地球有极大的差异，不同太空环境之间也有明显差异。在近地轨道空间和月球表面，由于具有高真空的环境，宇航服与外界环境的传热方式主要是辐射的方式；在火星等星球表面，由于具有星球大气的保护，辐射成为次要的传热方式，宇航服与外界环境的主要传热方式是热对流和热传导。由于月球表面的热流不能通过大气层得到缓和，因此昼夜温差极大，月球表面白天受太阳直射表面温度可达111℃，夜晚月球表面温度可低至-171℃；火星的环境特点与月球不同，火星的温度变化具有季节循环性，夏季温度处于-83～-33℃，冬季温度处于-123℃～CO2冰点之间。因此，宇航服需具备良好的热阻能力以及抗热辐射能力，以维持宇航员始终处于一个相对稳定和舒适的温度环境中。
2002年美国宇航局将航天材料技术转为工业应用，利用超临界技术生产气凝胶毡制品，被称为工业领域革命性的保温方案。此后科研院所、工业企业纷纷开始涉猎气凝胶的研究与应用，国际上迎来了研发气凝胶制品的一个浪潮。
2016年11月3日我国新一代大运力运载火箭“长征五号”在海南文昌卫星发射中心成功首飞。其中为火箭燃气管路系统提供隔热保温的，就是我国自主研制的高性能纳米气凝胶隔热毡。气凝胶除能被应用在航空航天领域，还可应用于石油化工、高铁、油田等领域，目前也正在向民用领域拓展。
2、气凝胶在消防服饰上的应用
消防服作为消防员与外界火源隔绝的屏障，可以避免外界高温的灼伤。消防服是一种多层织物系统，包括阻燃防火层、防水透气层和隔热层。隔热层可以有效阻挡外界的热量向人体传递，常用的隔热材料包括相变材料、形状记忆材料、气凝胶等。
气凝胶最佳用途可能要算用作消防员外套制服的保护性隔热材料。当把气凝胶涂覆阻燃化学品时，就能让消防服够承受高达620℃的温度，而且消防服的背面温度与原样相比降低了100℃，显著提高了消防服的热防护性能。另外，气凝胶重量仅为目前消防员外套使用的保护性绝缘材料的10%左右，且更柔软、更舒适。
3、气凝胶复合面料在保温服饰上的应用
随着户外运动兴起，越来越多的人参加到这一潮流中。但常规的臃肿的保暖服装让参加户外运动的人员很难在运动中舒展身躯，而加入气凝胶材料的运动服装就可以很好解决这方面的问题，穿着以后不但有着良好的保温性能，还可方便人员的运动，效果非常理想。
利用气凝胶制造的服装，面料的重量仅有60g/m2，厚度仅0.5mm，热导系数达0.0191W/(m·K)，真可谓是“轻若鸿毛、薄如蝉翼、暖若晗阳”。这种纺织专用气凝胶复合保暖材料，可以依靠仅仅3mm的厚度，抗衡-196℃的严寒，保温效果远超40mm厚羽绒服。这款面料成功生产为服装开始推向市场，可以说是掀起一场服装界材料革命。气凝胶服装在零下173℃的液氮喷射测试中，衣服的内部温度仍可保持在28℃左右，而在20℃气温下穿着时，也依然能保持舒适体感而不过热。
关键词：气凝胶衣服、轻薄、保温隔热 来源：低碳
