氣凝膠因其具有極低密度有望作為輕質(zhì)替代品應(yīng)用在各種領(lǐng)域中，但其制造設(shè)備受到困擾，例如需要在極端條件下工作的超臨界干燥器或冷凍干燥器。

近日，中山大學(xué)周劍團(tuán)隊(duì)提出了一種共價(jià)化學(xué)方法，用羧甲基殼聚糖(CMCs)強(qiáng)化纖維素納米纖維(CNF)，通過環(huán)境干燥制備氣凝膠。

01

三嗪衍生物4-(4,6-二甲氧基[1.3.5]三嗪2-基)-4-甲基氯鎓水合物可以觸發(fā)CNF和CMCs溶液的交聯(lián)和凝膠化，形成酰胺鍵。這種方法產(chǎn)生了堅(jiān)固的水凝膠，可以在環(huán)境揮發(fā)過程中抵抗毛細(xì)管力，并通過冷凍、溶劑解凍和交換以及環(huán)境干燥轉(zhuǎn)變?yōu)闅饽z。

02

輕質(zhì)氣凝膠具有良好的性能，包括優(yōu)越的機(jī)械性能，12.0 mg cm−3的低密度，10.1%的低收縮率。CMCs/ CNF氣凝膠還可以作為導(dǎo)電聚合物聚(3,4-二氧基噻吩)甲苯乙酯的載體，通過原位聚合來展示它們的應(yīng)用。這些導(dǎo)電氣凝膠被用于高性能超級(jí)電容器和濕氣發(fā)電機(jī)。

該研究為氣凝膠在環(huán)境條件下的精細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了靈感和可靠的方法，并賦予其在儲(chǔ)能和發(fā)電方面的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

Songsong Tang, et al, Covalent Cross-Links Enable the Formation of  Ambient-Dried Biomass Aerogels through the Activation  of a Triazine Derivative for Energy Storage and Generation, Adv. Funct. Mater. 2022

DOI: 10.1002/adfm.202205417

https://doi.org/10.1002/adfm.202205417

中山大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院周劍副教授為本文通訊作者，博士研究生湯松松為本文第一作者。該研究得到廣東省自然科學(xué)基金、中山大學(xué)百人計(jì)劃中央高?；究蒲谢痦?xiàng)目支持。