氣凝膠

智能或功能纖維在可穿戴及其他高科技領域已顯示出較大潛力，但設計和制備結構可控的智能或功能纖維仍然面臨挑戰(zhàn)。最近，中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所氣凝膠團隊通過一種彎曲剛度導向策略，制造出具有不同功能的有機相變纖維，并探索了其在不同領域的應用前景（圖1）。首先，研究利用正溴丁烷/乙醇混合溶劑作為濕法紡絲的凝固浴，對Kevlar納米纖維（KNF）質子化同時進行疏水功能化，再通過超臨界干燥，制備出疏水的凱夫拉氣凝膠纖維（H-KAFs）；接著，以H-KAFs為載體，使有機相變材料石蠟（PW）限域于…

此前，天問1號探測器成功著陸在火星表面，引發(fā)了全世界的關注，很多原本瞧不起中國航天的西方專家，如今也不得不認可中國的實力了，為了研制天問1號著陸器和祝融號火星車，我們使用了很多全新技術和材料，其中一種非常神奇，它叫做氣凝膠，據稱這種材料一捏就碎，但卻能為火星車保駕護航。 想必大家會好奇：那它憑啥為火星車保駕護航呢？ 原來，中國造的這款固體氣凝膠雖然強度很差，但非常輕，幾乎比空氣還輕，同時擁有極佳的保溫能力，即使兩面溫差達上1000度也可以有效保溫隔熱效果，性能堪稱不可思議，祝融號火星車使用它就可…

被動冷卻技術是零能耗和環(huán)保的，有可能減少對壓縮制冷等能源密集型冷卻技術的依賴。通常，為了實現高效冷卻，被動系統應盡可能多地反射陽光，以最大限度地減少輸入能量。最近，濟南大學科研團隊在一個具有大約 99.3% 的高光吸收率的系統中展示了一種非常規(guī)的被動冷卻過程。 示意圖1.a，所提出系統的示意圖。該系統可以收集太陽能產生蒸汽，同時實現被動冷卻。 CNT-PAAm 錐形氣凝膠布置在房屋的屋頂上，并通過傳熱單元連接到房間。由于其高太陽能吸收性能，氣凝膠可以收集太陽能以加速水分蒸發(fā)。同時，錐形氣凝膠的溫…

設計具有成本效益、高活性和耐用的鉑 (Pt) 基電催化劑是電化學析氫反應 (HER) 的一項關鍵工作。最近，中山大學楊靜特聘副研究員/劉衛(wèi)教授/鄭治坤教授合作團隊共同從溶劑熱法獲得的氧化鎢/還原氧化石墨烯氣凝膠（WGA），開發(fā)了具有優(yōu)異 HER 活性和耐久性的低含量 Pt（0.8 wt%）/氧化鎢/還原氧化石墨烯氣凝膠（LPWGA）電催化劑。 具有豐富氧空位和分級孔的 WGA 載體起到錨定 Pt 納米粒子、提供連續(xù)傳質和電子傳遞通道以及調節(jié) Pt 表面電子狀態(tài)的作用，這使 LPWGA 具有高 H…

由于其卓越的生物相容性和細胞相互作用，天然血液蛋白纖維蛋白原是生產各種生物材料的高效前體。為了從纖維蛋白原中獲得實際材料，蛋白質需要進行原纖維生成，這主要是通過酶促加工纖維蛋白、靜電紡絲或干燥過程觸發(fā)的。然而，所有這些技術都極大地限制了材料的可用結構或適用性。 為了克服纖維蛋白（原）作為材料的當前問題，科研人員最近提出了一種高度可行、快速且廉價的技術，用于將溶液中的纖維蛋白原自組裝成定義的納米纖維三維（3D）圖案。在受控環(huán)境中與特定陰離子相互作用后，無需任何進一步加工即可形成穩(wěn)定且靈活的水凝膠狀…

智能和功能纖維在包括可穿戴設備和其他高科技領域在內的廣泛應用中顯示出巨大的潛力，但設計和制造具有可管理結構和多功能功能的智能纖維仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。最近，中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所科研團隊開發(fā)了一種巧妙的彎曲剛度導向策略，以制造具有不同彎曲剛度的智能相變纖維，適用于各種應用。具體而言，以疏水性凱夫拉氣凝膠纖維（H-KAFs）為多孔主體，石蠟為功能客體，制備了疏水性凱夫拉氣凝膠封閉石蠟纖維（PW@H-KAF），其中H-KAF由應用兩步法使用含有乙醇和正溴丁烷混合物的特殊凝固浴對 Ke…

作為壓力傳感器的彈性聚離子水凝膠 (EPIH) 需要進行微觀結構修改或微圖案化，以提高平行板傳感配置的靈敏度。最近，浙江農業(yè)大學團隊設計了一種新型的木質纖維素/EPIH 復合微結構，其具有三個獨特的特征，包括聚離子鏈的松散、復雜多孔通道的引入和系統壓縮模量的降低，以提高壓阻靈敏度。 這種木質纖維素/EPIH 顯示出分層多孔網絡，涉及木質纖維素中更大、更硬的孔（阻礙聚陰離子鏈的過度纏繞）和聚陰離子中更小、更軟的孔，導致高壓縮率（80% 應變）和高能量耗散率（65%） ，以及低于 40% 應變的低楊…

將納米線組裝成三維宏觀氣凝膠不僅彌合了納米線與宏觀大塊材料之間的差距，而且結合了兩個世界的好處：氣凝膠的獨特結構特征和納米線獨特的物理和化學性質，引發(fā)了納米線的重大進展。為各種實際應用設計和制造基于納米線的氣凝膠。 該綜述回顧了將納米線加工成三維整體氣凝膠的方法以及所得納米線氣凝膠在許多新興領域的應用。詳細討論了每種制備方法中涉及的凝膠化機制以及不同方法的優(yōu)缺點。 此外，團隊系統地審查了基于納米線的氣凝膠在熱管理、能量存儲和轉換、催化、吸附劑、傳感器和太陽能蒸汽發(fā)電領域的應用。闡明了基于納米線的…

說到凝膠，第一印象就是由高濃度溶液/溶膠失去流動性后形成的彈性半固體。沒錯，這是凝膠的常見狀態(tài)。但如果我們把液體換成氣體呢？被氣體填充的凝膠就變成了氣凝膠，其密度極低，最低可低至0.16mg/cm3，僅為空氣密度的1/6，因此也是世界上最輕的固體的材料。把這種材料放在花朵上，柔軟的花蕊幾乎不會變形。那么問題來了，如此輕的材料可以發(fā)揮什么作用呢？盡管氣凝膠很輕，但其具有多孔結構特點，可產生優(yōu)異的隔熱性能，同時氣凝膠還可有望作為新型海綿材料在吸油等方面發(fā)揮作用。 力學性能限制氣凝膠的開發(fā)使用在眾多物…

氣凝膠是一種高度多孔的結構，通過用空氣代替凝膠的液體溶劑而不會導致固體網絡坍塌。與傳統的制造方法不同，增材制造 (AM) 已被應用于制造具有特定于其應用的定制幾何形狀、設計的孔隙形態(tài)、多材料結構等的 3D 氣凝膠。迄今為止，三種主要的增材制造技術（擠出、噴墨和立體光刻）緊隨其后已經提出通過干燥過程來增材制造 3D 功能氣凝膠。3D 打印的氣凝膠和多孔支架在組織工程、電化學儲能、受控藥物輸送、傳感和軟機器人等各種應用中顯示出巨大的前景。 圖1 用于制造定制形狀的氣凝膠的 3D 打印策略的主要步驟?！?/p>