基于纤维素纳米材料(CNM)的泡沫和气凝胶的导热系数大大低于空气的值，在节能绿色建筑中作为超级隔热材料引起了人们的极大兴趣。然而，关于吸湿性CNM基材料的导热系数与水分之间的关系目前还不是很清楚，此外，纳米纤维泡沫中声子散射的重要性还没有得到研究。

近日，瑞典斯德哥尔摩大学Lennart Bergstro ¨m报道了采用热导率测量和分子模拟相结合的方法，量化了相对湿度（RH）对具有高度取向的不同直径纳米纤维的冰模化CNF泡沫塑料的各向异性传热和热边界电导的影响。结果表明，在超隔热覆冰纳米纤维素泡沫塑料中，纤维较薄时，其垂直于定向纳米纤维的导热系数较低，且与相对湿度(RH)密切相关，在RH为35%时，导热系数最低（14 mW m^-1 K^-1）。

文章要点

1）吸湿性纳米纤维素泡沫的导热系数与RH的关系显示出湿度引起的声子散射和水置换空气的控制。水分引起的膨胀和纤维间分离距离的增加会导致热边界导热系数降低6倍，超过高RH吸水率增加的导热系数。而声子散射的增强，使得由较细的原纤维制成的泡沫具有较低的导热系数。

阐明如何通过吸收和释放水分来调节生物基纳米原纤维泡沫的热传递，可以为在包装和建筑应用中设计吸湿性超绝热纳米材料的新颖方法提供依据。

Apostolopoulou-Kalkavoura et al., Humidity-Dependent Thermal Boundary Conductance Controls Heat Trans-port of Super-Insulating Nanofibrillar Foams, Matter (2020)

DOI：10.1016/j.matt.2020.11.007

https://doi.org/10.1016/j.matt.2020.11.007