纳米结构可控的强木材气凝胶走向高效\保热保温 

Nanostructurally Controllable Strong Wood Aerogel toward Efficient Thermal Insulation

• Yuanyuan Li*

  
  

  Cite this: ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, 14, 21, 24697–24707

  Publication Date:May 5, 2022

  https://doi.org/10.1021/acsami.2c04584

  Copyright © 2022 The Authors. Published by American Chemical Society

  RIGHTS & PERMISSIONS

  ACS AuthorChoice

  CC:Creative Commons

  
  

具有优良保温性能和机械性能的环保材料是提高建筑能源和空间效率的理想材料。具有结构各向异性的纤维素气凝胶可以满足这些要求，但复杂的加工过程和高能量需求是规模化的挑战。在这里，我们提出了一种可扩展的、非添加的、自上而下的强各向异性气凝胶，直接从具有优良的、近各向同性保温功能的木材制备。使用由DMSO和基于胍磷的IL [MTBD][MMP]组成的离子液体(IL)混合物，通过细胞壁溶解和腔内控制沉淀获得气凝胶。木材气凝胶具有独特的结构，腔内充满纳米纤维网络。在管腔内原位形成的纤维素纳米纤维网络具有高达280 m2/g的比表面积和高屈服强度>1.2 MPa。冻干木气凝胶的高介孔结构(平均孔径约为20 nm)使得其在径向(0.037 W/mK)和轴向(0.057 W/mK)的导热系数都很低，显示出作为可扩展的隔热材料的巨大潜力。该合成路线能量高效，纳米结构可控性高。独特的纳米结构和罕见的强度和热性能组合，使该材料有别于可比自下而上的气凝胶。这种非加性合成方法被认为对生物基气凝胶的大规模设计和结构控制有重要的贡献。