復(fù)合氣凝膠

可再生材料制成的柔性超級(jí)電容器和應(yīng)變傳感器在智能機(jī)器人、電子皮膚和健康監(jiān)測(cè)等先進(jìn)領(lǐng)域引起了廣泛關(guān)注。特別是具有優(yōu)異壓縮性和電化學(xué)性能的多功能超級(jí)電容器逐漸走進(jìn)人們的視野。碳?xì)饽z(Carbon aerogels)具有低密度、高孔隙率、高比表面積和優(yōu)良的導(dǎo)電性，是制造可壓縮超級(jí)電容器的理想材料。然而，從綠色生物聚合物中制備具有可壓縮性、親水性和抗疲勞性的碳?xì)饽z仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。 近日，天津科技大學(xué)司傳領(lǐng)教授、徐婷博士與德國(guó)哥廷根大學(xué)張凱教師、美國(guó)奧本大學(xué)杜海順等人合作，基于有序排列的層狀多孔…

氣凝膠由于其高比表面積、高孔隙率、低密度和低熱導(dǎo)率等優(yōu)異性能，已被廣泛應(yīng)用于隔熱保溫、吸附、催化和能源等領(lǐng)域，但隨著氣凝膠應(yīng)用領(lǐng)域的越發(fā)廣泛，普遍應(yīng)用于650 ℃及以下隔熱領(lǐng)域的傳統(tǒng)SiO2氣凝膠在高溫下結(jié)構(gòu)易坍塌，致使材料致密化，從而喪失其優(yōu)異性能，其他氧化物基氣凝膠的高溫?zé)岱€(wěn)定性也有待進(jìn)一步加強(qiáng)，高溫局限性極大地限制了氧化物基氣凝膠在高溫領(lǐng)域的應(yīng)用。 碳化物是一種高硬度、高熔點(diǎn)和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的化合物，一般通過原位生成法制得，在制備過程中控制工藝參數(shù)將碳化物制成氣凝膠結(jié)構(gòu)，可提升氣凝膠材料的使…

現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展和石油基聚合物的過度消費(fèi)引發(fā)了雙重危機(jī)，造成了不可再生資源和環(huán)境污染的短缺。但是，這提供了一個(gè)機(jī)會(huì)來刺激研究人員將天然生物基材料用于新型先進(jìn)材料和應(yīng)用。基于納米纖維素的氣凝膠，使用豐富且可持續(xù)的纖維素為原料，呈現(xiàn)出第三代氣凝膠，其結(jié)合了具有高孔隙率和大比表面積以及纖維素本身優(yōu)異性能的傳統(tǒng)氣凝膠。當(dāng)前，納米纖維素氣凝膠為各種領(lǐng)域的廣泛功能應(yīng)用提供了引人注目的平臺(tái)，例如吸附，分離，儲(chǔ)能，隔熱，電磁干擾屏蔽和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。最近德國(guó)哥廷根大學(xué)張凱/南京林業(yè)大學(xué)蔣少華/段改改等科研人員在…

大自然是人類的良師，自然界中天然材料具有的一些獨(dú)特結(jié)構(gòu)給材料學(xué)家?guī)砹藷o限的設(shè)計(jì)靈感。樹木是一類典型的各向異性材料，它的內(nèi)部具有取向排列的管狀結(jié)構(gòu)，用來定向輸送水和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，這種取向排列的管狀結(jié)構(gòu)使木材多個(gè)性能呈各向異性，并賦予材料獨(dú)特功能特性。借鑒樹木的結(jié)構(gòu)，材料學(xué)家設(shè)計(jì)和制備了多種具有各向異性的材料。 鑒于聚合物基微孔材料在電磁屏蔽/吸波領(lǐng)域的應(yīng)用前景，最近四川大學(xué)高分子研究所劉鵬波教授、鄒華維教授團(tuán)隊(duì)采用定向冰晶模板法，通過控制冰晶的生長(zhǎng)方向，制備出具有定向有序通孔結(jié)構(gòu)的各向異性聚酰亞胺/…

在高性能電磁干擾（EMI）屏蔽領(lǐng)域，具備優(yōu)異屏蔽效應(yīng)且具有低消耗和良好機(jī)械柔韌性的屏蔽材料一直是研究者所迫切需要的。當(dāng)前，由納米結(jié)構(gòu)框架材料和微米大小孔洞組成的蜂窩結(jié)構(gòu)由于其低密度、良好的柔韌性、易加工性、化學(xué)穩(wěn)定性和可調(diào)節(jié)的EMI屏蔽性能，顯示出了其有望替代常規(guī)金屬屏蔽層的巨大潛力。因此，框架材料及其微結(jié)構(gòu)協(xié)同作用的設(shè)計(jì)一直是研究的重點(diǎn)。近年來，一類新型的二維金屬碳化物和氮化物，即所謂的MXenes，由于其金屬導(dǎo)電性、出色的機(jī)械性能和大的比表面積等特性引起了廣泛關(guān)注。然而，弱的凝膠能力和易團(tuán)聚…

記者從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校俞書宏教授課題組以殼聚糖作三維軟模板，發(fā)展了一種制備酚醛樹脂與二氧化硅復(fù)合材料的新方法，成功研制了具有雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂/二氧化硅復(fù)合氣凝膠材料。該材料具有輕質(zhì)多孔、隔熱防火和耐火焰侵蝕的特點(diǎn)。研究論文3月12日發(fā)表在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》上?？蒲腥藛T研制了一種雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)合氣凝膠，具有樹枝狀的微觀多孔結(jié)構(gòu)，纖維的尺寸在20納米以內(nèi)，且兩種組分各自都成連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了有機(jī)、無機(jī)組分在納米尺度上的均勻分散。研究人員通過調(diào)控硅源的添加量，即可調(diào)控復(fù)合氣凝膠的密度、無機(jī)含量、力學(xué)強(qiáng)度等物理參數(shù)，從而增強(qiáng)其結(jié)構(gòu)的機(jī)械穩(wěn)定性。這種復(fù)合氣凝膠可以承受60%的壓縮而不破裂，具