冰冻法作为一种过程简单、可规模化、环境友好的制备多孔材料的方法,得到了越来越广泛的关注。北极熊是一种生活在极寒环境中的动物。它的毛发具有优异的保暖隔热性能,这得益于其特殊的中空多孔结构。在人造纤维中模仿这种中空多孔结构,并将其进一步编织成多功能可穿戴织物,将有望用于人体能量管理,防止热量损失和提高室内能源利用效率。本论文中,我们采用“冰冻-纺丝”的方法来连续和大规模制备模仿北极熊毛发中空结构的取向性仿生多孔纤维。由这种仿生多孔纤维编织而得的织物显示出优异的隔热性能以及良好的透气性。除了被动隔热之外,当在纺丝液中掺杂电加热材料如碳纳米管时,织物还可以用作可穿戴加热织物。在保持其柔软多孔性质的同时,可以快速、均匀的电加热。高效吸收液体在许多领域,如原油泄漏、手术中快速止血、宇航员尿液处理等,都有重要的应用需求。国内外研究者已经设计出碳材料气凝胶、改性聚合物泡沫、有机硅气凝胶等液体吸收材料。然而,如何实现高粘度液体的快速吸收仍然是一个重大挑战。在本论文中,我们通过定向冷冻法制备了一种具有取向性直通孔结构的多孔聚氨酯泡沫。由于直通孔道内毛细作用力的驱动,使得直通孔泡沫的液体吸收速率大于无规多孔泡沫的液体吸收速率。同时,由于泡沫材料本身的形状记忆功能,当被加热时,它的体积会自动收缩,使得被泡沫吸收的液体能够自动被挤出来。这种无需外力自动挤出液体的功能,有利于实现液体的可控、高效回收。这种同时具有超快液体吸收和自动挤出功能的智能多孔泡沫材料,在需要高效吸收和重复利用液体的场合有潜在的应用价值。