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气凝胶纤维在热管理领域潜力巨大，但面临机械强度与隔热性平衡及规模化生产难题。研究人员开发湿冻纺丝技术，制备出具有致密皮层 / 多孔芯层结构的聚酰亚胺（PI）气凝胶纤维（SCPI），其比拉伸强度达 775.8 MPa?cm3?g?1，热导率低至 30.4 mW?m?1?K?1，为高性能气凝胶纤维开发提供新范式。
本文介绍一种通过湿冻纺丝策略连续、大规模制备具有致密皮层 / 多孔芯层结构的气凝胶纤维的方法。通过多尺度结构工程，气凝胶纤维实现了机械强度和隔热性的协同提升，为高性能气凝胶纤维的开发建立了通用范式。气凝胶纤维在热管理领域前景广阔，但其发展长期受限于机械强度与隔热性的权衡以及规模化生产挑战。本研究引入湿冻纺丝技术，制备出具有致密皮层 - 多孔芯层结构的聚酰亚胺（PI）气凝胶纤维，有效解耦了这些相互竞争的性能。所得纤维实现了创纪录的比拉伸强度（775.8 MPa?cm3?g?1），同时保持超低热导率（30.4 mW?m?1?K?1），性能优于现有气凝胶纤维。重要的是，该方法能够实现连续、大规模生产，并且适用于多种聚合物和复合材料，为热管理纺织品和可穿戴技术等应用开辟了道路。
SCPI 气凝胶纤维通过连续湿冻纺丝法制备而成，其皮芯结构将强度（皮层）和隔热性（多孔芯层）结合在一起，实现了创纪录的强度和低热导率，该方法能够规模化生产多功能气凝胶纤维。
气凝胶纤维作为具有三维（3D）多孔结构的合成纤维，在热管理方面优于传统纤维。然而，它们仍然面临平衡机械性能和隔热性以充分发挥潜力的挑战。本文报道了一种湿冻纺丝技术，用于连续、大规模制备致密皮层 - 多孔芯层结构的聚酰亚胺气凝胶纤维。独特的多尺度结构设计，包括用于承受载荷应力的高度取向致密皮层和用于阻碍热传递的多孔芯层，实现了极高的强度和低热导率。所得的坚固皮芯聚酰亚胺（SCPI）气凝胶纤维表现出高达 775.8 MPa?cm3?g?1 的超高比强度，远高于先前报道的气凝胶纤维。此外，所得气凝胶织物在长期热冲击下表现出优异的隔热性能（30.4 mW?m?1?K?1）。该策略为制备高强度气凝胶纤维提供了一种通用且连续的方法，对推动纤维行业至关重要。
