气凝胶

智能或功能纤维在可穿戴及其他高科技领域已显示出较大潜力，但设计和制备结构可控的智能或功能纤维仍然面临挑战。最近，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所气凝胶团队通过一种弯曲刚度导向策略，制造出具有不同功能的有机相变纤维，并探索了其在不同领域的应用前景（图1）。首先，研究利用正溴丁烷/乙醇混合溶剂作为湿法纺丝的凝固浴，对Kevlar纳米纤维（KNF）质子化同时进行疏水功能化，再通过超临界干燥，制备出疏水的凯夫拉气凝胶纤维（H-KAFs）；接着，以H-KAFs为载体，使有机相变材料石蜡（PW）限域于…

此前，天问1号探测器成功着陆在火星表面，引发了全世界的关注，很多原本瞧不起中国航天的西方专家，如今也不得不认可中国的实力了，为了研制天问1号着陆器和祝融号火星车，我们使用了很多全新技术和材料，其中一种非常神奇，它叫做气凝胶，据称这种材料一捏就碎，但却能为火星车保驾护航。 想必大家会好奇：那它凭啥为火星车保驾护航呢？ 原来，中国造的这款固体气凝胶虽然强度很差，但非常轻，几乎比空气还轻，同时拥有极佳的保温能力，即使两面温差达上1000度也可以有效保温隔热效果，性能堪称不可思议，祝融号火星车使用它就可…

被动冷却技术是零能耗和环保的，有可能减少对压缩制冷等能源密集型冷却技术的依赖。通常，为了实现高效冷却，被动系统应尽可能多地反射阳光，以最大限度地减少输入能量。最近，济南大学科研团队在一个具有大约 99.3% 的高光吸收率的系统中展示了一种非常规的被动冷却过程。 示意图1.a，所提出系统的示意图。该系统可以收集太阳能产生蒸汽，同时实现被动冷却。 CNT-PAAm 锥形气凝胶布置在房屋的屋顶上，并通过传热单元连接到房间。由于其高太阳能吸收性能，气凝胶可以收集太阳能以加速水分蒸发。同时，锥形气凝胶的温…

设计具有成本效益、高活性和耐用的铂 (Pt) 基电催化剂是电化学析氢反应 (HER) 的一项关键工作。最近，中山大学杨静特聘副研究员/刘卫教授/郑治坤教授合作团队共同从溶剂热法获得的氧化钨/还原氧化石墨烯气凝胶（WGA），开发了具有优异 HER 活性和耐久性的低含量 Pt（0.8 wt%）/氧化钨/还原氧化石墨烯气凝胶（LPWGA）电催化剂。 具有丰富氧空位和分级孔的 WGA 载体起到锚定 Pt 纳米粒子、提供连续传质和电子传递通道以及调节 Pt 表面电子状态的作用，这使 LPWGA 具有高 H…

由于其卓越的生物相容性和细胞相互作用，天然血液蛋白纤维蛋白原是生产各种生物材料的高效前体。为了从纤维蛋白原中获得实际材料，蛋白质需要进行原纤维生成，这主要是通过酶促加工纤维蛋白、静电纺丝或干燥过程触发的。然而，所有这些技术都极大地限制了材料的可用结构或适用性。 为了克服纤维蛋白（原）作为材料的当前问题，科研人员最近提出了一种高度可行、快速且廉价的技术，用于将溶液中的纤维蛋白原自组装成定义的纳米纤维三维（3D）图案。在受控环境中与特定阴离子相互作用后，无需任何进一步加工即可形成稳定且灵活的水凝胶状…

智能和功能纤维在包括可穿戴设备和其他高科技领域在内的广泛应用中显示出巨大的潜力，但设计和制造具有可管理结构和多功能功能的智能纤维仍然是一个巨大的挑战。最近，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所科研团队开发了一种巧妙的弯曲刚度导向策略，以制造具有不同弯曲刚度的智能相变纤维，适用于各种应用。具体而言，以疏水性凯夫拉气凝胶纤维（H-KAFs）为多孔主体，石蜡为功能客体，制备了疏水性凯夫拉气凝胶封闭石蜡纤维（PW@H-KAF），其中H-KAF由应用两步法使用含有乙醇和正溴丁烷混合物的特殊凝固浴对 Ke…

作为压力传感器的弹性聚离子水凝胶 (EPIH) 需要进行微观结构修改或微图案化，以提高平行板传感配置的灵敏度。最近，浙江农业大学团队设计了一种新型的木质纤维素/EPIH 复合微结构，其具有三个独特的特征，包括聚离子链的松散、复杂多孔通道的引入和系统压缩模量的降低，以提高压阻灵敏度。 这种木质纤维素/EPIH 显示出分层多孔网络，涉及木质纤维素中更大、更硬的孔（阻碍聚阴离子链的过度缠绕）和聚阴离子中更小、更软的孔，导致高压缩率（80% 应变）和高能量耗散率（65%） ，以及低于 40% 应变的低杨…

将纳米线组装成三维宏观气凝胶不仅弥合了纳米线与宏观大块材料之间的差距，而且结合了两个世界的好处：气凝胶的独特结构特征和纳米线独特的物理和化学性质，引发了纳米线的重大进展。为各种实际应用设计和制造基于纳米线的气凝胶。 该综述回顾了将纳米线加工成三维整体气凝胶的方法以及所得纳米线气凝胶在许多新兴领域的应用。详细讨论了每种制备方法中涉及的凝胶化机制以及不同方法的优缺点。 此外，团队系统地审查了基于纳米线的气凝胶在热管理、能量存储和转换、催化、吸附剂、传感器和太阳能蒸汽发电领域的应用。阐明了基于纳米线的…

说到凝胶，第一印象就是由高浓度溶液/溶胶失去流动性后形成的弹性半固体。没错，这是凝胶的常见状态。但如果我们把液体换成气体呢？被气体填充的凝胶就变成了气凝胶，其密度极低，最低可低至0.16mg/cm3，仅为空气密度的1/6，因此也是世界上最轻的固体的材料。把这种材料放在花朵上，柔软的花蕊几乎不会变形。那么问题来了，如此轻的材料可以发挥什么作用呢？尽管气凝胶很轻，但其具有多孔结构特点，可产生优异的隔热性能，同时气凝胶还可有望作为新型海绵材料在吸油等方面发挥作用。 力学性能限制气凝胶的开发使用在众多物…

气凝胶是一种高度多孔的结构，通过用空气代替凝胶的液体溶剂而不会导致固体网络坍塌。与传统的制造方法不同，增材制造 (AM) 已被应用于制造具有特定于其应用的定制几何形状、设计的孔隙形态、多材料结构等的 3D 气凝胶。迄今为止，三种主要的增材制造技术（挤出、喷墨和立体光刻）紧随其后已经提出通过干燥过程来增材制造 3D 功能气凝胶。3D 打印的气凝胶和多孔支架在组织工程、电化学储能、受控药物输送、传感和软机器人等各种应用中显示出巨大的前景。 图1 用于制造定制形状的气凝胶的 3D 打印策略的主要步骤。…