仿生木质纤维素泡沫：卓越的韧性和隔热性
仿生木质纤维素泡沫：卓越的韧性和隔热性
ACS Nano ( IF 16 ) Pub Date : 2025-03-19 , DOI: 10.1021/acsnano.4c11945Hongping Dong 1 , Song Wei 1 , Wenshuai Chen 2 , Bingan Lu 3 , Zhiyong Cai 4 , Bin Yang 1 , Xiazhen Li 1 , Xianjun Li 1Affiliation
生物泡沫在环境和可持续性方面表现出显着优势，是石化泡沫的有效替代品;然而，其有限的机械稳定性严重阻碍了其实际应用。在此，提出了一种结合结构仿生学和超分子交联的协同策略，以利用多尺度纤维素纤维 （CFs） 和木质素磺酸钠 （SLS） 作为天然墨鱼骨的灵感，制造具有“柱-垫片”微晶格纹理的可生物降解木质纤维素生物泡沫。归因于纳米级纤维素和 SLS 之间强大的界面结合，类似于“钢筋和水泥”，并辅以纤维素微纤维的机械支撑，具有 62 mg cm–3 的低密度 CFs/SLS 生物泡沫，表现出 6.56MPa 的压缩模量，几乎是 CF 生物泡沫 （1.67 MPa） 的四倍。此外，它还具有出色的隔热性，具有 0.046 W m–1 K–1 的极低导热率，优于最近报道的生物泡沫和塑料泡沫。此外，集成功能性 SiO2 纳米涂层可产生 SiO2@CFs/SLS 泡沫，在不影响机械强度或隔热性的情况下提供令人满意的阻燃和抑烟效果。这项工作突出了为实际应用开发可持续、环保且机械坚固的生物泡沫的潜力。