与人类或其他哺乳动物的毛发不同，北*熊的毛发是中空的。在显微镜下放大后，每一根毛发都存在空腔结构，这种中空的管状结构不仅降低了北*熊毛的密度，而且有利于减小热导率，阻隔热量从北*熊的皮肤表面扩散到周围的低温环境中，值得设计新型人工隔热材料效仿。
中国科学技术大学教授俞书宏领导的研究团队受北*熊毛发中空结构的启发，发展了一种人工合成类北*熊毛的中空碳管气凝胶(CTA)的方法，该碳管气凝胶表现出超弹性和低的热导率。相关研究成果以Biomimetic Carbon Tube Aerogel Enables Super-Elasticity and Thermal Insulation 为题，于6月6日发表在《化学》上（Chem 2019,CHEMJOURNAL-D-19-00185R1）。论文的**作者为博士研究生詹慧娟。
大自然历经了亿万年的发展和进化，其丰富的结构与种类值得人们去学习和发展。该团队利用一维纳米线作为模板，通过模板法制备宏观尺度的碳管气凝胶（图1）。由于其独特的微观结构，使该气凝胶材料表现出优异的轻质、隔热、疏水和机械性能（图2）。其密度*低可达到8 kg/m3，低于绝大多数已报道的隔热材料；它的接触角为146o，在56%的相对湿度下放置120天，仍然能保持热导率基本不变；由于中空碳管的内径（35纳米）远小于空气的平均自由程（75纳米），管内的空气几乎不会传递热量，因此碳管气凝胶具有很好的隔热性能，其*低热导率仅为23 mW m-1 K-1，低于干燥空气的热导率。
该碳管气凝胶具有宏观尺度的三维网络结构，因而具有超弹性，当自由落体的小钢球落在碳管气凝胶的表面时，高回弹速度（1434 mm s-1），即使在30%应变下压缩一百万次或者90%应变下压缩一万次，碳管气凝胶仍然保持结构完整。研究人员还探究了其作为压阻式传感器的相关性质，在30%应变下压缩一万次以后，它的相对电阻值基本不变。
这种受北*熊毛发中空结构启发设计合成的新型碳管气凝胶有望可满足*端条件下对高性能材料的需求，例如航天航空领域中应用的轻质隔热保温材料、弹性体材料等。
该项研究受到国家自然科学基金委创新研究群体、国家自然科学基金重点项目、中科院前沿科学重点研究项目、中科院纳米科学**创新中心、苏州纳米科技协同创新中心等的资助。
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