气凝胶是一类具有高比表面积、高孔隙率的纳米多孔材料,在组织工程、传感、热管理等领域都表现出广泛的应用前景。聚合物基气凝胶克服了无机气凝胶易碎、易产生粉尘等缺点。凯夫拉（又称为芳纶）纳米纤维气凝胶因其具有优异的机械性能、高热稳定性和极低的热导率受到广泛关注。然而,目前对于高浓度芳纶纳米纤维制备的气凝胶薄膜及其多样化制备方法报道较少,此外,与芳纶气凝胶薄膜隔热性能相关应用研究也缺乏报道。因此,本文主要围绕芳纶纳米纤维气凝胶薄膜的制备、性能调控及红外隐身领域的应用进行探索。本论文采用去质子化方法制备了不同浓度的芳纶纳米纤维分散液（ANF）,并以芳纶纳米纤维为基本构筑单元制备了芳纶气凝胶（KNA）。首先,将凯夫拉宏观纤维溶解在二甲基亚砜和氢氧化钾混合溶剂体系中。其次,芳纶纳米纤维分散液经过刮刀涂覆、溶胶凝胶转变和冷冻干燥等步骤得到不同浓度的芳纶气凝胶。结果表明:随着浓度增加,热稳定性、微观形貌和热导率几乎没有变化;比表面有所下降;力学强度大幅度提升。进一步研究了芳纶气凝胶在极端条件下的隔热性能及电子器件热管理中的应用。此外,利用3D打印技术制备出一系列图案化芳纶气凝胶薄膜,利用模具挤出实现了芳纶气凝胶薄膜的大面积制备,扫描电镜和热导率测试证实上述三种方法制备的芳纶气凝胶均具有典型多孔结构和低热导率。本论文制备了可用于红外隐身的基于芳纶气凝胶薄膜的叠层结构。此叠层结构包含发射率调控上层、热储能中层和热辐射反射下层,可实现太阳光下目标物体或高温目标物体的长时间隐身。叠层结构上层是表面镀银的平整芳纶气凝胶薄膜（Ag|KNA）,其发射率（0.1）较纯芳纶气凝胶薄膜大幅度降低,实现了热辐射的有效抑制;中层是高焓值（162 J/g）的芳纶气凝胶相变薄膜（KNA|Paraffin）,通过对热量存储/释放起到减缓温度上升的作用;下层是表面沉积金属银的3D打印芳纶纳米纤维气凝胶薄膜（PKNA|Ag）,它有效的降低热传导和反射热辐射,具有极高的中红外反射率（0.94）和低热导率（0.035 W/m K）。上述三层薄膜组成的叠层结构覆盖在室外受到太阳光照射的物体或80℃高温物体表面,能实现长时间红外隐身。