Đường kính của xơ là một yếu tố quan trọng đối với vật liệu cách nhiệt. Xơ khoáng có đường kính xơ càng mảnh tính cách nhiệt càng tốt [43]. Tuy nhiên một số loại xơ hữu cơ như với các loại xơ lanh, gai, đay với đường kính xơ lớn và có độ xốp rất cao nên cũng phù hợp để sản xuất vật liệu cách nhiệt. Trong nghiên cứu cho
NGUYỄN THỊ PHƯƠNG HÒA KHÓA 2012B 54 thấy trong mối quan hệ giữa khối lượng thể tích, đường kính xơ với hệ số dẫn nhiệt thì khối lượng thể tích ảnh hưởng nhiều hơn. Jiri Zach and Jitka Hroudova đã xây dựng mối quan hệ giữa đường kính xơ với hệ số dẫn nhiệt cho các mẫu cùng khối lượng thể tích là 30 kg/m3
với các mẫu thí nghiệm từ xơ sợi thiên nhiên [26].
Theo Phillip W. Gibson [20], nghiên cứu về xơ thủy tinh cách nhiệt vào khoảng năm 1940-1960 cho thấy đường kính xơ trong khoảng 5-10μm thì có các đặc tính cách nhiệt tốt nhất, với những xơ có đường kính nhỏ hơn 0,5μm thì thành phần bức xạ nhiệt có giá trị tối thiểu nên có thể bỏ qua.
Nhiều nghiên cứu đã đưa ra quan điểm khi đường kính xơ tăng lên thì hệ số dẫn nhiệt tăng đồng nghĩa với việc tính cách nhiệt giảm [40]. Hiện nay chưa có nhiều các nghiên cứu về cơ chế truyền nhiệt đối với xơ có nano - đường kính nhỏ hơn 1μm. Nhưng với vật liệu cách nhiệt ứng dụng trong trang phục thì để giảm trọng lượng và số lớp quần áo, trong thành phần vật liệu nên kết hợp với các xơ nano.
Hình 1.31: Quan hệ giữa độ dẫn nhiệt và đường kính xơ [40].
Nghiên cứu của truyền nhiệt bức xạ trong vật liệu cách nhiệt từ xơ có hình trụ rỗng và xơ đặc có phủ một lớp điện môi mỏng bên ngoài. Kết quả cho thấy, xơ rỗng có bức xạ tán xạ ngược cao hơn và hệ số dập tắt cao hơn so với xơ đặc có cùng một đường kính. Việc sử dụng các xơ có cấu trúc rỗng trong vật liệu cách nhiệt mang lại nhiều lợi ích như vật liệu có trọng lượng nhẹ hơn, khả năng dẫn nhiệt thấp
NGUYỄN THỊ PHƯƠNG HÒA KHÓA 2012B 55 và ngăn ngừa mất nhiệt do bức xạ. Đối với xơ có phủ lớp điện môi mỏng bên ngoài thì để đạt hiệu quả thì lớp phủ ngoài phải dày và có chiết suất cao [63].