气凝胶纤维具有超低密度、超高孔隙率和大比表面积的特点，在隔热方面显示出与天然纤维和合成纤维相比的关键优势，被认为是人类下一代高性能隔热纤维。然而，传统无机气凝胶的易氧化、固有脆性和加工难度严重限制了其作为柔性隔热材料的实际应用。相比之下，基于聚合物的有机气凝胶具有良好的柔韧性、良好的绝热性和易于成型的优点。研究表明，将无机气凝胶和有机气凝胶的特性有效地结合在一起，形成具有良好力学性能和隔热性能的气凝胶是未来的发展方向。近年来，由聚对苯二甲酰胺纳米线组成的芳纶纳米纤维气凝胶因其大比表面积、高孔隙率、高热稳定性和优异的隔热性能而引起了人们的广泛关注，但该材料的耐高温性能及化学稳定性仍需要进一步提高。SiO₂-Kevalr杂化气凝胶内部同时具有有机-无机气凝胶纤维的特点，是解决有机气凝胶纤维上述瓶颈的潜在材料之一。

本研究通过反应纺丝策略制备了具有仿生核壳结构的SiO₂-Kevlar杂化气凝胶纤维，优化气凝胶纤维力学性能并进行了多种编织体的织造。将含有Kevlar纳米线的纺丝液注入自主合成的硅溶胶中，基于凝胶反应实现两相气凝胶的交联杂化。调节纺丝液组分及纺丝条件可以有效实现湿凝胶纤维直径（200-800μm）及结构调控。SiO₂气凝胶层可有效包覆SiO₂-Kevalr杂化气凝胶芯层，形成核壳杂化结构。SiO₂-Kevalr杂化气凝胶纤维表现出极高的机械强度（51.8 MPa），出色的耐热性绝缘性能（0.037W·m^-1·K^-1），优异疏水性（WCA为110°）。此外，SiO₂-Kevalr杂化气凝胶纤维表现出卓越的可织性，SiO₂-Kevalr杂化气凝胶织物具有出色的隔热、阻燃性能和染料吸收能力。

图1.SiO₂-Kevlar气凝胶纤维（SKAF）的制备工艺：（a）SKAF制备示意图；（b）SKAF的内部交联结构；（c）SKAF的横截面SEM图像；（d）SKAF卷装和（e）SKAF织物。

图2.SKAF的机械和热性能：（a）SKAF承重100克，摆动60°；（b）SKAF的扭曲、编织和打结；（c）不同浓度SKF的应力-应变曲线；（d）不同温度下不同浓度的SKAF的红外图像；（e）织物表面与载物台之间的温差（|ΔT|）；（f）SKAF在不同高温和低温下的弯曲和稳定性；（g）SKAF的燃烧性能。

李文斌，武汉纺织大学纺织科学与工程学院教授，硕士生导师。目前已在Cellulose、ACS Applied Materials & Interfaces等国内外刊物上发表高水平学术论文SCI近40篇，主持项目10项，发明专利授权30项。参与项目获得国家技术发明二等奖，湖北省科技进步（发明奖）多项。

贺翀，武汉纺织大学讲师，天津大学博士，从事耐高温陶瓷纤维纺丝、织造及特种设备开发研究，参与国家级航空航天工程项目多项。

Chen Y, Zhang W, Li Q, et al. Multiphase reaction spinning of high-temperature resistant weavable SiO₂-Kevlar hybrid aerogel fibers. Nano Research, 2024, https://doi.org/10.26599/NR.2025.94907013.