近年来，轻质、高强功能纤维在纺织、环境、能源等领域均具有广泛应用需求。气凝胶纤维具有超低密度、超高孔隙率及高比表面积等特点，被视为下一代高性能隔热纤维。然而，目前气凝胶纤维的功能主要来自其化学成分（如石墨烯的高导电性、聚酰亚胺的阻燃性），结构对性能（除隔热性能）影响研究甚少，如气凝胶纤维内纳米结构单元排列取向对其性能影响尚不清楚。此外，气凝胶纤维与气凝胶块体的区别不仅体现在几何形状上，制备工艺也不同。气凝胶的制备工艺主要包括（1）溶胶-凝胶转变；（2）超临界干燥或冷冻干燥。制备气凝胶块体时溶胶-凝胶转变过程是静态的，然而，为了获得气凝胶纤维，溶胶-凝胶转变过程为动态。这种动态过程对纳米构筑单元尺寸有严格要求：分子尺寸太小，在进入凝固浴后，由于其扩散速度快，无法完成溶胶-凝胶过程；微米尺寸太大，无法获得高比表面积气凝胶纤维；只有纳米尺寸（如纳米纤维、纳米颗粒、纳米片等）合适。然而，纳米构筑单元在所得气凝胶纤维中排列方式往往是无序和不可控的。实际上，在动态溶胶-凝胶转变过程中获得有序、可控微观结构的气凝胶纤维一直是一个巨大挑战。近期，中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所气凝胶团队以纳米化凯夫拉液晶(NKLC)为纺丝液，制备了不同取向度的高强度液晶气凝胶纤维，并利用该纤维制备出具有信息存储和按需解密功能的气凝胶纤维信息织物（图1）。

图1. NKLC气凝胶纤维制备及应用示意图

图2. （a）凝胶纤维取向度原位检测装置。（b）凝胶纤维的亮度随纺丝液浓度和取向度变化。

图3. NKLC气凝胶纤维形貌表征及隔热性能表征。

图4. 冷等离子体处理后NKLC气凝胶纤维表征。

图5 NKLC气凝胶织物信息存储及按需解密。

  论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c06591