气凝胶作为一种具有低密度、低导热、高孔隙率、大比表面积等特点的最轻的人造固体材料，受到越来越多的关注。无论周围温度如何，气凝胶都具有单模保温性能。本研究采用慢质子释放调制凝胶化和热诱导交联策略，设计并制备了超弹性凯夫拉尔纳米纤维气凝胶(HEKAs)。该方法不使用交联剂，使超低密度(4.7 mg·cm−3)heka具有低热导率(0.029 W·m−1·K−1)、高孔隙率(99.75%)、高热稳定性(550°C)、提高压缩回弹性(80%)和抗疲劳性能。通过实验和模拟证明了heka作为开关热开关的概念。热开关的热响应速度为0.73°C·s−1，热流密度为2044 J·m−2·s−1，开关比为7.5。由于heka的高弹性和抗疲劳性，散热可可逆开关50次以上。本研究为满足高多孔气凝胶的高弹性和按需定制热流提供了一条途径。

图文简介

超轻型heka的SPRG-TIC工艺原理图及其作为开关热开关的应用。

(a)气凝胶热开关示意图;(b)不同压缩率HEKA-2的热导率;(c)不同压应变下HEKA-2表面温度的模拟结果;(d)模拟结果的温度轮廓图;(e) HEKA-2在不同压缩应变下的温度响应性;(f) HEKA-2的灵敏度;(g)开/关比-密度比较[37-44]和(h) HEKA-2热开关的循环能力。

论文信息

论文题目：Hyperelastic Kevlar Nanofiber Aerogels as Robust Thermal Switches for Smart Thermal Management

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