市場星報(bào)、安徽財(cái)經(jīng)網(wǎng)(zgstyb.cn)訊(記者 祁琳)2月7日，記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校俞書宏院士團(tuán)隊(duì)利用天然生物質(zhì)和天然礦物為原料，制備了一種具有優(yōu)良隔熱和耐火性能的純天然仿木氣凝膠。
木材作為一種用途廣泛的材料和豐富的資源，具有低密度、低導(dǎo)熱、良好的機(jī)械性能和可持續(xù)性等特性，已被廣泛使用了數(shù)千年。近年來，基于對木結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，各種具有獨(dú)特物理性能和廣泛應(yīng)用的仿木材料也被開發(fā)出來，其中，具有優(yōu)良保溫性能的氣凝膠是最重要的研究課題之一�；谒芰虾蜆渲姆履練饽z受到生物降解性差的嚴(yán)重限制，這會導(dǎo)致廢物的積累并帶來嚴(yán)重環(huán)境問題。而基于現(xiàn)有的納米結(jié)構(gòu)基元的仿木氣凝膠則受到其可持續(xù)性不足和成本高的限制。因此，為解決目前材料的不可持續(xù)性問題，開發(fā)低成本、低能耗、環(huán)保的新型構(gòu)筑基元將對仿木氣凝膠的發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。
研究人員通過巧妙的表面化學(xué)調(diào)控方法，成功實(shí)現(xiàn)了在溫和條件下活化微米尺度的木屑顆粒表面，從而暴露出纖維素納米纖維。這些顆粒表面的納米纖維顯著增強(qiáng)了顆粒之間的相互作用，結(jié)合單向冷凍技術(shù)成功構(gòu)建了強(qiáng)韌耐用的仿木氣凝膠。這種氣凝膠有著與天然木材類似的取向通道結(jié)構(gòu)，這種仿木結(jié)構(gòu)可以大大降低氣凝膠的熱導(dǎo)率，優(yōu)于現(xiàn)有纖維素基氣凝膠材料和各類商用海綿。同時(shí)，加入天然粘土納米片使得這種氣凝膠的耐火性能也有了很大的改善，可以承受1300℃高溫的火焰至少20分鐘而不被燒透。
這種全天然仿木氣凝膠的隔熱和防火性能均優(yōu)于天然巴沙木和大多數(shù)商業(yè)海綿，有望成為現(xiàn)有商業(yè)隔熱材料的理想替代品。
