近年来，个人热管理（PTM）材料在降低能耗的同时改善人体热舒适性受到了广泛关注。策略主要包括被动辐射冷却和变暖。然而，在严酷的热和冷环境中对一种材料或结构进行被动热调节仍然存在挑战。

基于此，中国科学院苏州纳米所王锦项目研究员报道了采用溶剂沸腾法制备了二氧化硅气凝胶，其中疏水、溶剂交换、钠提纯、常压干燥（HSSA）通过一锅法连续进行。

文章要点

1）这种策略可以在不使用离子交换树脂或低表面张力溶剂的情况下，以极低的能耗合成超疏水二氧化硅气凝胶。合成的二氧化硅气凝胶具有高比表面积（635 m²/g）、高接触角（153 °）和低导热系数（0.049 W/mK）。

2）研究人员设计了一种由二氧化硅气凝胶层和一层额外的相变材料层组成的逐层（LBL）结构。该结构在严寒（−30 °C）和高温（70 °C）环境下都表现出双功能的热调节性能，达到平衡的时间被推迟，在严寒环境（−30 °C）下内部温度可以保持在20 °C以上，而在严热环境（70 °C）下可以保持在31°C以下。

3）模拟太阳光照射的概念验证实验装置也展示了采用LBL结构保护的模型车车内温度低于28 °C，而车外温度为70 °C，并与COMSOL理论仿真结果相一致。

这项工作的发现不仅为合成二氧化硅气凝胶提供了一种环保型途径，而且也证明了LBL结构是一种在严酷的热和冷环境下都能进行热调节的健壮的双功能PTM系统。

参考文献

Ling Liu, et al, Superhydrophobic Silica Aerogels and Their Layer-by-Layer Structure for Thermal Management in Harsh Cold and Hot Environments, ACS Nano, 2021

DOI: 10.1021/acsnano.1c07184

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c07184