超轻纳米纤维气凝胶的制备及其应用

超轻纳米纤维气凝胶是一种以一维纳米纤维为基本构筑单元的新型气凝胶材料,相比于传统气凝胶,其不仅具有更高的孔隙率和更低的密度,还拥有更优异的机械性能和理化性质,因此该材料的先进制备技术和在新兴领域的创新性应用是近年来超轻气凝胶领域的研究热点。本文结合国内外研究现状,按照材料体系分类系统综述了超轻纤维气凝胶的制备方法、结构特点以及在隔热、吸附、电化学、传感和生物医学等领域的重要应用,提出了现阶段该材料面临的一些挑战,并展望了其在未来的发展方向。     

Ultralight Mesoporous Magnetic Frameworks by Interfacial Assembly of Prussian Blue Nanocubes

A facile approach for the synthesis of ultralight iron oxide hierarchical structures with tailorable macro‐ and mesoporosity is reported. This method entails the growth of porous Prussian blue (PB) single crystals on the surface of a polyurethane sponge, followed by in situ thermal conversion of PB crystals into three‐dimensional mesoporous iron oxide (3DMI) architectures. Compared to previously reported ultralight materials, the 3DMI architectures possess hierarchical macro‐ and mesoporous frameworks with multiple advantageous features, including high surface area (ca. 117 m² g^?1) and ultralow density (6–11 mg cm^?3). Furthermore, they can be synthesized on a kilogram scale. More importantly, these 3DMI structures exhibit superparamagnetism and tunable hydrophilicity/hydrophobicity, thus allowing for efficient multiphase interfacial adsorption and fast multiphase catalysis.     

超轻材料

超轻材料是一类密度小于10 mg/cm³的新型材料,具有良好的比强度和比刚度,是优异的物理化学性质和结构性能的统一体。随着人们对超轻材料强大性能的认识,国内外许多课题组都相继开展了对超轻材料的研究,并取得了一系列的成果。现有的超轻材料已经涵盖了硅系、金属及其氧化物、陶瓷、高分子聚合物、新型碳材料及其复合物等各类成分。超轻材料具有声吸收、能量吸收、减震缓冲、热绝缘等性能,在航空航天领域具有重要作用。超轻材料的性能主要取决于它的结构和组成材料的固体成分的性能,比如材料中孔隙的分布以及固体本身的硬度及强度都对性能有着重要的影响。本文根据材料结构的不同,将超轻材料分为气凝胶、泡沫材料、微点阵材料三类。本文对近年来超轻材料的材质及制备方法进行了简要的综述,并通过对各种材料的比较就该领域未来的发展进行了展望。