近日,我院青年教师张思钊、肖芸芸等在纤维素气凝胶材料领域取得新进展。相关成果以“Constructing Cellulose Diacetate Aerogels with Pearl Necklace-Like Skeleton Networking Structure”为题,于11月13日在国际期刊gels(IF:4.702)上正式在线出版(论文链接:https://doi.org/10.3390/gels7040210)。该项工作在控制干燥前后低收缩的前提下,实现了纤维素气凝胶仍具备良好的隔热性能和优异的力学性能。
纤维素及其衍生物气凝胶因其可再生性和生物降解性的特点而备受关注。然而,干燥前后的显著收缩导致纤维素及其衍生物气凝胶较高的热导率和较差的力学性能,很大程度地限制了其在实际场景中的应用。

图1 CDA终态凝胶(a)和CDAAs(b)的实物照。
针对上述问题,研究团队提出通过调控溶胶凝胶浸渍溶剂,构建醋酸纤维素气凝胶珍珠链状网络骨架新策略,采用冷冻干燥方法制备了一种轻质、低收缩、超低热导率和力学性能优异的醋酸纤维素气凝胶材料。该材料的密度为0.09 g cm-1,干燥前后的径向收缩率仅为6.2%(图1);室温条件下的热导率低至0.024 W m-1 K-1,呈现出优异的保温隔热性能;在3%和5%的应变条件下,压缩强度分别为0.18 MPa和0.38 MPa,证实了其优异的力学性能(图2)。

图2 CDAAs压缩应力-应变曲线(a);在20%的应变下,CDAAs和S4C2.5的压缩强度对比(b);在85%的应变下,CDAAs和CNF-BNNs气凝胶的压缩强度对比(c)。
论文的主要作者为我院2019级硕士研究生胡杨彪、青年教师熊仕显等,通讯作者为我院青年教师张思钊、肖芸芸。本工作的开展得到了江西省自然科学基金、中国博士后科学基金面上资助等项目的大力支持。
原文链接:https://doi.org/10.3390/gels7040210