近日,我校英国正版365官方网站赛华征教授团队在超高径向弹性气凝胶纤维合成领域取得新突破,相关成果“Ultra-High Radial Elastic Aerogel Fibers for Thermal Insulation Textile”发表于材料学科国际顶级期刊《Advanced Functional Materials》(DOI: 10.1002/adfm.202417873)。赛华征教授和付蕊副教授为论文的共同通讯作者,英国正版365官方网站硕士研究生王珈惠为论文第一作者,内蒙古科技大学为唯一完成单位。
气凝胶材料因其极低的密度、超大的比表面积、超高的孔隙率、超低的热导率,而在隔热、储能、催化、分离、电池、航空航天等诸多领域具有良好的应用前景,因而被誉为“能够改变世界的神奇材料”,并入选IUPAC 2022化学领域十大新兴技术。
如果将气凝胶材料加工成一维的纤维形态,被认为在个人热管理领域具有巨大的应用潜力。然而,如何应对外力的冲击,特别是其在使用过程中如何承受径向挤压而保持宏观形貌和微观结构的完整性仍然是制约气凝胶纤维发展的关键问题。赛华征教授团队创新性地合成了一种具有超高径向弹性的气凝胶纤维,实现气凝胶纤维在受到大幅度的径向挤压后能够及时从形变中恢复,并保持原有孔隙结构,实现恒定的保温效果。具体来说,本研究使用具有超细和超高纠缠度的微生物纤维素纳米纤维作为基底,采用热可逆的琼脂糖作为塑形剂,乙醇置换后经超临界干燥来获得气凝胶,再通过气相沉积的方法在气凝胶纤维内部纤细柔软的纳米骨架上形成一层等形且均匀的刚性二氧化硅包覆层。气凝胶骨架刚柔并济的结合使所制得的气凝胶纤维即使在径向上被压缩90%后依然能够有效回弹,为气凝胶纤维的实际应用提供了有效助力。
以上工作得到了国家自然科学基金、中央引导地方科技发展资金项目、内蒙古自治区科技计划、内蒙古科技大学基本科研业务费等资金的支持。
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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202417873