杜艾：受北极熊毛发结构启发，构建新型二氧化硅纳米管气凝胶

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近日，同济大学物理科学与工程学院纳米多孔材料课题组通过模仿北极熊毛发的膜孔结构，采用化学气相沉积法和煅烧工艺，获得了新型二氧化硅纳米管气凝胶（Silica Nanotube Aerogel，SNTA）材料。该材料具有优良的保温隔热性能和远红外阻隔能力，可提供理想的温室效应；其力学性能优良，甚至可被加工成壁厚只有500微米的套筒。更为有趣的是，其纤细的纳米管状结构增强了瑞利散射，使其可见光和近红外线的透射率高而紫外透射率很低，可以兼顾高效采光、集热和紫外防护，极其适合在高纬度地区或太空中应用。相较而言，北极熊毛的结构尺寸则大很多，其光学性能与SNTA正好相反，透过紫外线而反射可见光和近红外线，不利于人类使用。

该工作事实上是课题组研究高温有氧环境红外阻隔时的意外收获，最终以“Multifunctional Silica Nanotube Aerogels Inspired by Polar Bear Hair for Light Management and Thermal Insulation”为题发表在国际知名期刊《Chemistry of Materials》上，为新型气凝胶材料的结构和性能设计提出了新的方案，对超轻材料、保温隔热、航空航天和民用等领域具有重要意义。

该论文的通讯作者兼共同第一作者为我校物理科学与工程学院副教授杜艾，由他提出思路并设计了实验，第一作者硕士生汪宏强开展实验，并与杜艾共同撰写论文，作者之一博士生吴学玲为本报道配图，我校周斌、张志华、沈军等教师和部分研究生也参与了该工作，历时一年多完成。该工作受到了国家自然科学基金、国家重点研发计划“纳米科技”重点专项和上海市特殊人工微结构材料与技术重点实验室开放课题的支持。

文章链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.8b02926