경사형 나노구조 에어로젤 섬유: 단열 및 기계적 특성 강화

경량 나노다공성 에어로젤 섬유는 개인 열관리 및 특수 열 보호에 필수적이지만, 습식 방사법은 밀집된 외부층을 형성하여 효율적인 열 차단 나노 공동의 부피 분율을 감소시키고 궁극적인 열 저항 발달을 제한하는 문제가 있습니다. 본 연구에서는 마이크로유체 방사법을 통해 경사형 전 나노구조 아라미드 에어로젤 섬유(GAF)를 개발했습니다. 채널 내 양호한 용매의 동시 전단 정렬 및 확산 희석 덕분에, 전구체 젤 섬유는 외부가 성기고 내부가 밀집된 구조로 조립됩니다. 이는 초임계 건조 시 역전되어 평균 기공 직경이 각각 150 nm와 600 nm인 피복층과 코어층을 형성합니다. 실험 및 시뮬레이션 결과, 경사형 나노구조는 열전달 계면에서 높은 계면 열 저항을 생성하여 공기 및 습식 방사 에어로젤 섬유보다 훨씬 낮은 0.0228 W m–1 K–1의 낮은 방사형 열전도율을 달성했습니다. 또한, GAF의 독특한 나노 얽힘 네트워크는 응력을 효율적으로 분산시켜 29.5 MPa의 높은 인장 강도와 39.2%의 파괴 변형률을 보였습니다. 본 연구는 다중 스케일 나노구조와 탁월한 성능 간의 상관관계를 확립하여 복잡한 환경에서 에어로젤 적용 범위를 확장하는 데 기여합니다.