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可再生材料制成的柔性超级电容器和应变传感器在智能机器人、电子皮肤和健康监测等先进领域引起了广泛关注。特别是具有优异压缩性和电化学性能的多功能超级电容器逐渐走进人们的视野。碳气凝胶(Carbon aerogels)具有低密度、高孔隙率、高比表面积和优良的导电性，是制造可压缩超级电容器的理想材料。然而，从绿色生物聚合物中制备具有可压缩性、亲水性和抗疲劳性的碳气凝胶仍然是一个巨大的挑战。 近日，天津科技大学司传领教授、徐婷博士与德国哥廷根大学张凯教师、美国奥本大学杜海顺等人合作，基于有序排列的层状多孔…

气凝胶具有低密度、高孔隙率和独特的微纳米结构，具有广泛的应用前景。但与此同时，然而，毛细管力在干燥过程中不可避免的体积收缩和/或开裂，以及气凝胶本身的脆性，一直是长期以来难以解决的问题。为了制备性能理想的整体气凝胶，通常需要采用超临界干燥和冷冻干燥等能够减少或消除毛细力的特殊干燥方法，但随之而来的是专用干燥设备造成的低产量和高成本。 近日，上海交通大学颜徐州和美国科罗拉多大学博尔德分校张伟等人引入动态共价聚合物化学的概念来生产一类新型气凝胶，称为DCPAs。所制备的轻质DCPAs具有制备规模大、…

本文，中国科学院兰州化学物理研究所王金清研究员、杨生荣研究员团队等在《Carbon》期刊发表名为“Super durable graphene aerogel inspired by deep-sea glass sponge skeleton”的论文，研究受深海玻璃海绵启发，采用一种简便的水热自组装策略制备了具有多尺度分层细胞结构的还原氧化石墨烯（rGO）气凝胶。rGO气凝胶的这种分层细胞结构是通过将碳壁变为细胞结构而获得的，可以从纳米到宏观分解为六个层次。值得注意的是，经过多步缩减的rGO …

这次对几款气凝胶毡进行火焰直烧的实验对比： 进行对比的几款气凝胶毡分别是 某款国标气凝胶毡、某款某企标气凝胶毡、以及岩拓气凝胶毡，厚度均为10mm； 火焰是燃烧可燃燃丁烷气体，外焰温度在1200℃左右，使用该火焰对气凝胶毡进行直烧。 首先对该某企标气凝胶毡进行实验，如左视频1所示，在直烧53秒左右时气凝胶毡被烧穿； 再对国标气凝胶毡进行实验，如右视频2所示，在直烧65秒左右时气凝胶毡被烧穿； 最后对岩拓气凝胶毡进行实验：如视频3所示燃烧14分钟后依然未被烧穿； 对比燃烧后迎火面情况，从左至右依次…

利用热整流器件对热量进行控制，使其按需、有序传输，这对提高能源利用率、实现高精度温度控制具有重要意义。热二极管是给定温差条件下正方向热流大于反方向热流的整流器件。热二极管可通过非对称纳米结构实现，或通过“Junction”结构构筑而成，前者需要精细的纳米结构，通常涉及复杂合成/制备过程，且整流性能有限；后者需要两种热导率随温度变化趋势不同材料构建异质结。相变材料相转变过程通常涉及热导率突变，利用相变材料构筑热二极管可获得良好热整流性能。然而，已报道的相变热二极管均为刚性，不适用于曲面，即使为适应…

2021，尘埃落定。动力电池市场经历了狂飙的一年。前几天，动力电池创新联盟发布了2021年12月动力电池月度数据： 12月：产量31.6GWh、销量35.5GWh，装机量为26.2GWh 2021年：产量219.7GWh、销量 186.0GWh，装机量为154.5GWh 下面这个图，能让大家直观看出——2020年和2019年，动力电池还处在横盘的状态，2021年，动力电池的需求一下子爆发了。 2021年，动力电池产量突破了219.7GWh，同比增长163.4%。其中三元没有突破100GWh，但也…

新兴的便携式电子和电动汽车的快速发展伴随着可再生能源的广泛利用，加速了廉价、可持续和大规模储能系统的发展。然而，考虑到锂的高成本和有限的储量，商业锂离子电池（LIBs）的大规模应用受到很大限制。钠离子电池（SIBs）和钾离子电池（PIBs）因其丰富的资源而成为大规模储能系统的潜在候选者。然而，由于钠/钾离子的大尺寸，碳基负极的不令人满意的倍率和循环性能成为SIBs/PIBs应用的瓶颈。 鉴于此，布里斯托尔大学Stephen J. Eichhorn教授通过可控的单向冰模板技术合成了具有分层定制通道…

纤维素是地球上最为古老和储量最丰富的可再生资源，取之不尽，用之不竭，可完全生物降解，是制备环境友好型高分子材料的理想对象。结合墨水直写3D打印技术，可以实现纤维素基溶液的微纳米结构的设计与精度的控制，具有极大的应用前景。然而，纤维素墨水在实际的3D打印过程中存在储能模量低、粘度小，通过直接油墨印刷很难满足直接打印的要求，调配具有最佳流变特性的粘弹性油墨、在喷头内容易地挤出并形成自我支撑框架是墨水直写3D打印的关键。 近日，中国科学院金属研究所聚合物复合材料团队张阳博士、隋国鑫研究员与嘉兴学院-中…

吸附法由于其操作简单、成本低、效率高等优点，在水中抗生素去除中的应用越来越受到重视。目前的吸附剂常忽略吸附剂孔径与抗生素分子尺寸之间的匹配关系，对吸附能力造成限制。 近期，中国科学院城市环境研究所研发出一种孔道结构可调的3D多孔碳纳米纤维/氧化石墨烯复合气凝胶（PCNF/GOA），应用于高效去除水中抗生素。该凝胶添加聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）作为成孔剂，3D PCNF/GOA在0.8-2 nm（与四环素分子匹配的尺寸）范围的孔体积增加了12倍，从而将其对四环素的吸附容量增加了9倍（最大吸附容量…

随着全球温室效应和水污染的加剧，开发用于污水净化和绿色建筑的轻质、多孔、多功能材料具有重要的意义。由于其低密度、高孔隙率和低导热性等特性，气凝胶在科学研究和工程应用方面都引起了广泛关注。然而，尽管近年来开发具有综合性能的新型气凝胶有了不少进展，但目前其机械性能、热稳定性以及不同组分间的相容性仍是限制其大规模应用的主要因素。 复旦大学游波教授等人受丹参叶强疏水特性的启发，制备了一种具有丹参叶状结构的新型超疏水性多功能芳纶-聚酰亚胺纳米复合气凝胶。作者通过原位硅氧烷缩聚方法在气凝胶表面覆盖了许多球形…

随着气候变化、不断增长的世界人口和日益严重的水污染问题，水危机已经成为当今世界最严峻的挑战，人类迫切需要一种可持续的、经济的方案，以在全球范围内提供安全饮用水。海水是世界上最丰富的资源之一，将其脱盐转化为可饮用水是解决人类水危机的重要途径。现阶段主要的海水脱盐技术可分为热脱盐和反渗透膜分离，但这两种方法都需要集中的、技术密集的水处理工厂，其高能耗、高成本的问题大大限制了它们的广泛应用。相比之下，最近太阳能驱动水蒸馏技术备受关注，被认为有望取代传统的海水淡化技术，即通过分散式的水净化让更多人获得安…

近年来，寻求自然设计灵感来构建高性能功能仿生多孔材料已成为科技领域的研究热点之一。细长的莲花叶柄，作为水生植物莲花的茎呈现各向异性多孔结构，其纵向通道有利于莲花水分和养分的定向快速传输。深入分析天然生物的特殊结构与功能的关系，将有利于功能多孔材料的设计。因此，许多加工方法如3D打印、水凝胶铸造和电泳沉积已被提议开发具有不同结构的仿生功能材料。然而，这些方法大多复杂且耗时/耗能，不利于生产实际材料。此外，一些研究人员利用定向冷冻干燥技术来调节结构取向并构建多孔的3D各向异性聚合物基材料。虽然这种技…