能源危機(jī)是人類(lèi)面臨的主要問(wèn)題，節(jié)能是解決能源危機(jī)的重要手段。熱能損失占能量損失的比重較大，隔熱材料的發(fā)明和應(yīng)用可有效降低熱能損失。常規(guī)隔熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)在30到40W·m-1·K范圍內(nèi)。雖然聚酰亞胺膜在隔熱節(jié)能方面具有良好的應(yīng)用前景，但由于制備過(guò)程耗時(shí)及高壓工藝的安全問(wèn)題，聚酰亞胺膜的應(yīng)用仍受限。

面對(duì)這些問(wèn)題，北航研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)簡(jiǎn)單相分離法，在常溫常壓下制備了超級(jí)柔性多孔聚酰亞胺膜。這種制備方法避免了常規(guī)工藝中繁瑣的溶劑交換和超臨界干燥(或冷凍干燥)過(guò)程，所制得的聚酰亞胺膜同時(shí)具有超低導(dǎo)熱系數(shù)和高抗拉伸強(qiáng)度。

聚酰亞胺膜的多孔結(jié)構(gòu)是在相分離過(guò)程中形成的，通過(guò)調(diào)控凝固浴的組成，可獲得具有不同厚度的多級(jí)孔結(jié)構(gòu)或均勻納米孔結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺膜。當(dāng)使用純水作為凝固浴時(shí)，薄膜顯示出典型的多級(jí)孔結(jié)構(gòu)，包括致密的介孔皮層、微米級(jí)大孔和由均勻的納米孔構(gòu)成的大孔孔壁。在凝固浴中加入20w%乙醇，孔隙率降低，膜孔徑從幾十微米減少到數(shù)百納米，且孔間相互連接。隨著凝固浴中乙醇含量增加到40w%，大孔消失，薄膜變得對(duì)稱(chēng)，孔間連通性降低。當(dāng)乙醇含量進(jìn)一步增加到70w%時(shí)，孔徑變小，孔間連通性減小，多為封閉孔。當(dāng)乙醇含量達(dá)到90w%時(shí)，孔道壁變厚且孔徑增大。

含40w%乙醇的凝固浴中所制得的膜導(dǎo)熱系數(shù)最高(0.035W m-1K-1)，這可能與存在大孔或連接孔有關(guān)，大孔或連接孔加速了氣體對(duì)流熱傳導(dǎo)。含70w%乙醇的凝固浴中所制得的膜導(dǎo)熱系數(shù)最低(0.019 W m-1 K-1)，這是因?yàn)槟た状蠖嗍欠忾]孔，有效降低了氣體對(duì)流熱傳導(dǎo)。由于膜孔均勻，導(dǎo)熱系數(shù)最低的膜同時(shí)也表現(xiàn)出較高的抗拉伸強(qiáng)度(89.6MPa)