近期，浙江大学研究团队受到北极熊厚实的毛皮启发，模仿北极熊毛的独特结构，创造出了一种超保暖的人造纤维。该研究成果发表在《科学》杂志上。

在科技日新月异的当下，保暖已不再停留在御寒的初级阶段，人们渴望在保暖的基础上追求更加轻便高效的性能。此前，人们曾尝试将气凝胶“涂装”在织物的表面，或者直接“纺”出含有气凝胶的纤维。然而，由于气凝胶涂层容易脱落，或者材料的气凝胶含量有限，使得材料在耐磨、抗拉伸等方面出现了种种问题，保暖衣物的性能似乎很难再有提升空间。

大量研究中，科研人员发现，北极熊作为一种生活在极地严寒环境中的动物，其厚实的毛皮具有极好的保暖性能。不仅如此，北极熊的毛是中空结构，里面封装了大量“静止”的空气，可以通过抑制热传导和热对流减少热量的损失。在电子显微镜下可以看到，北极熊毛外层还有一层大概20微米厚的壳，占毛发直径的近四分之一。因此，科学家模仿北极熊毛的“核—壳”结构，制备出了一种可封装气凝胶的超保暖人造纤维。

据介绍，这种超薄高效仿生保暖材料的“核”可以实现超强保暖，通过调控纤维内部小孔的方向与尺寸，实现有序的孔结构，抑制了热辐射；外层的“壳”负责强韧耐用，满足衣物纤维的抗拉伸需求，兼顾了材料的保暖性能和力学性能。

实现了保暖性能，如何在此基础上更加轻薄？研究团队首先想到的是要用更少的材料封装更多的空气。

这种超保暖人造纤维的中心是高分子气凝胶，气凝胶孔隙度极高、密度比空气还小。内部分布着直径约为10~30微米的纤长小孔，这些小孔朝着同一个方向排列，像一个个存储空气的“仓库”，从而使得纤维内部充满了空气，起到了很好的隔热作用。

同时，一层TPU（热塑性聚氨酯弹性体）外壳将内部的气凝胶包裹起来。由此，“一核一壳”的结构使得这款新型人造纤维不但有传统保温材料的隔热功能，还能“封锁”人体向外辐射的红外线，具有出色的保暖效果。

为了验证这种保暖材料的保暖效果，研究人员在-20℃的恒温冷库中，试验了初始温度相同的羽绒衣、羊毛衣、棉毛衫和加装超薄高效仿生保暖材料的“北极熊毛衣”的保暖效果。结果显示，“北极熊毛衣”呈现出最好的保暖效果。

未来，该新型保暖材料不仅可应用于服装领域，而且在航空航天、建筑、交通等领域都有着广泛的应用前景。（龚诗尹 胡广枭）