氣凝膠纖維具有超低密度、超高孔隙率、大比表面積等特點，同時具有氣凝膠的多孔網(wǎng)絡(luò)和纖維的細長幾何形狀，在保溫方面比天然纖維和合成纖維具有關(guān)鍵優(yōu)勢，被認為是人類下一代高性能保溫纖維。然而，如何在溶膠-凝膠的動態(tài)轉(zhuǎn)變過程中控制生成的氣凝膠纖維的砌塊取向程度，以擴展其功能，用于新興應(yīng)用仍是一個巨大的挑戰(zhàn)。
近日，中科院蘇州納米所張學同研究員課題組以Kevlar納米纖維為原料，通過液晶紡絲、動態(tài)溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變、冷凍干燥、冷等離子體疏水等步驟，制備了不同砌塊取向度的納米Kevlar液晶（NKLC）氣凝膠纖維。制備的NKLC氣凝膠纖維具有極高的機械強度（41.0 MPa）、優(yōu)異的保溫性能（0.037 W·m-1·K-1）和自清潔性能（與水接觸角為154°）。超疏水NKLC氣凝膠纖維可以在氣凝膠和凝膠狀態(tài)之間循環(huán)轉(zhuǎn)換，而不同砌塊取向的凝膠纖維在偏振光下顯示出不同的亮度。基于這些性能，用高低取向的NKLC氣凝膠纖維機織或刺繡的數(shù)字紡織品可以在一平方米內(nèi)實現(xiàn)高達6.0 Gb的信息加密和按需解密。因此，調(diào)整砌塊的取向度是賦予液晶氣凝膠纖維性能的一種適當策略，其潛在應(yīng)用范圍將超出保溫材料。相關(guān)工作以“Nanoscale Kevlar Liquid Crystal Aerogel Fibers”為題發(fā)表在《ACS Nano》上。
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