氣凝膠作為一種具有低密度、低導熱、高孔隙率、大比表面積等特點的最輕人造固體材料，受到了越來越多的關注。氣凝膠雖然具有超低的導熱系數，但由于其熱流恒定，只能在單模態下進行保溫。因此，能夠潛在地改變氣凝膠的導熱性是智能熱管理的一個有前途的方向。熱開關是一種調節熱阻并根據需要將其置于“開”或“關”模式的裝置。大多數熱開關需要通過復雜的結構設計或基于相變機械地閉合/斷開熱觸點，然而這些傳統的熱開關體積龐大。具有簡單的設計且輕便高效的熱開關既吸引人又具有挑戰性，因為它要求開關過程中材料的熱阻發生顯著變化。
近日，東南大學孫正明教授、張培根副教授和中科院蘇州納米所王錦項目研究員團隊采用慢質子釋放-調制凝膠化和熱誘導交聯策略，設計并制備了一種超彈Kevlar納米纖維氣凝膠（HEKAs）。該方法不使用交聯劑，使超低密度（4.7 mg·cm-3）的HEKAs具有低熱導率（0.029 W·m-1·K-1）、高孔隙率（99.75%）、高熱穩定性（550℃）、高壓縮回彈性（80%）和抗疲勞性能。通過實驗和仿真證明了HEKAs作為熱開關的設想。熱開關的熱響應速度為0.73 ℃ s-1，熱流密度為2044 J m-2 s-1，開關比為7.5。由于HEKAs的超彈性和抗疲勞性，散熱可逆開關50次以上。該研究為滿足多孔氣凝膠的超彈性和按需定制熱流提供了一條途徑。相關工作以“Hyperelastic Kevlar Nanofiber Aerogels as Robust Thermal Switches for Smart Thermal Management”為題發表在《Advanced Materials》上。
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