91九色蝌蚪_丁香六月狠狠综合天香_亚洲永久精品国产大片_国产b站免费版视频_老色鬼在线播放精品视频_天天看片97涩_小黄人福利导航_久久99精品国产麻豆婷婷_国产91精品精华液一区二区三区_91九色麻豆_综合亚洲欧美精品日韩?v_天天日天天日天天日天天日天天日天天日 _蜜月国产免费福利片_久久99国产精品片久久99蜜桃_国产精品无码专区在线观看_免费在线1区2区3区

  氣凝膠憑借低密度、高孔隙率、高比表面積、低導熱性和生物相容性等優(yōu)點，在熱調(diào)節(jié)、能量收集和存儲、傳感器、環(huán)境修復和生物醫(yī)學應用等方面受到了眾多學者的關(guān)注。但力學性能一直是限制氣凝膠應用的重要因素，特別是從大應變壓縮中快速恢復形狀的能力對于各種應用至關(guān)重要，例如高靈敏度傳感器、水處理、隔熱和隔音、空氣過濾、和儲能等。最近，纖維素納米纖維，被廣泛用于構(gòu)建高比表面積和優(yōu)異力學性能的氣凝膠。由于高比表面積和豐富的官能團，通過冷凍干燥納米纖維懸浮液可以制備超輕纖維素氣凝膠，顯示出優(yōu)異的結(jié)構(gòu)完整性和機械性能。雖然納米纖維素氣凝膠具有良好的壓縮性，可壓縮90%以上的應變而不斷裂，但壓縮后的氣凝膠回彈性較差，無法從壓縮狀態(tài)恢復，嚴重限制了其應用領(lǐng)域。因此如何構(gòu)建超彈性氣凝膠通用策略，對拓寬氣凝膠的應用領(lǐng)域具有重要意義。

  加拿大不列顛哥倫比亞大學姜鋒團隊巧妙的利用“雙冰模板組裝”（DITA）策略，(i)在-196 ℃ 溫度下，將TEMPO氧化的CNF（3-5nm寬和500-1000nm長）組裝成具有改善彈性的亞微米纖維（100-200nm寬）；（ii）通過在-20 ℃下冷凍亞微米纖維，構(gòu)建多級層狀纖維結(jié)構(gòu)，以增強彈性。超彈纖維素氣凝膠具有超低密度（2-20 mg/cm³），在室溫和極冷環(huán)境環(huán)境條件（-196°C）下都具有優(yōu)異的彈性和形狀恢復性能，以及低導熱性（0.023 W/m·K）。此外，超彈纖維素氣凝膠可通過與有機硅烷化學氣相沉積技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)槌杷畾饽z（接觸角164°），表現(xiàn)出卓越的油和有機溶劑的吸附性能（氯仿吸附量高達其自身重量的489倍）以及高效的油/水分離和自清潔性能。這種新的DITA策略提供了一種基于生物基納米材料的超彈性氣凝膠的通用方法， 并且對其衍生的高性能多功能彈性氣凝膠的應用領(lǐng)域有一定指導意義。該工作以“Multifunctional Superelastic Cellulose Nanofibrils Aerogel by Dual Ice-Templating Assembly”為題發(fā)表在國際著名期刊《Advanced Functional Materials》上（2021，DOI: 10.1002/adfm.202106269）。

圖 1.（a, c, e）傳統(tǒng)和（b, d, f）超彈性納米纖維素氣凝膠的組裝過程示意圖。在-20℃下的一步冰模板組裝工藝制備的傳統(tǒng)的CNF氣凝膠，顯示（c）中具有薄膜狀細胞壁的蜂窩狀多孔結(jié)構(gòu)和（e）壓縮后沒有形狀恢復性能；在-196℃和-20℃下進行“雙冰模板”組裝（DITA）工藝制備的彈性CNF氣凝膠，顯示（d）中具有互連亞微米纖維的蜂窩狀多孔結(jié)構(gòu)和（f）沿軸向壓縮后瞬時形狀的彈性性能。

圖2. 通過化學氣相沉積對CNF氣凝膠進行疏水改性：（a）MTMS在CNF氣凝膠上的氣相沉積示意圖；水在反應器中蒸發(fā)以促進MTMS的水解；（b）硅烷化前后 CNF氣凝膠的 FTIR光譜圖；（c）C、O 和 Si 質(zhì)量濃度的 EDS 光譜圖；（d）MTMS-CNF 氣凝膠的 EDS元素（C、O 和 Si）映射圖像。

圖3. MTMS-CNF氣凝膠的疏水和吸油特性：（a）各種有色水溶液（亞甲基藍、醋、咖啡、醬油、重鉻酸鉀和甲基橙）和氯仿（用甲基紅染色以增強視覺對比）沉積在MTMS-CNF 氣凝膠表面；（b）MTMS-CNF氣凝膠表面不同時間段的水接觸角照片，以及接觸角隨時間演變圖；（c）從水底選擇性吸收氯仿（用甲基紅染色）；（d）MTMS-CNF氣凝膠自清潔性能的屏幕截圖，顯示傾角為 20°的水可以清除氣凝膠表面的灰塵；（e）MTMS-CNF 氣凝膠對不同類型的油和有機溶劑的吸附圖。

圖4. 壓縮條件下超彈性CNF氣凝膠的機械性能：（a）不同初始濃度的CNF氣凝膠的應力-應變曲線；（b）楊氏模量（橙色）和屈服應力（藍色）；（c）0.2% 超彈CNF氣凝膠在40% 最大應變下的循環(huán)壓縮應力-應變曲線（加載和卸載速率為50 mm/min）；（d）0.2% 超彈 CNF氣凝膠在40%應變和能量損失系數(shù)曲線圖（1-50 次循環(huán)）；（e）超彈性氣凝膠在200 g重量下的壓縮-回彈照片；（f）0.2% CNF 氣凝膠浸入液氮中具有優(yōu)異的彈性，從超過 80% 的應變中瞬時恢復形狀。

圖5. 超彈CNF氣凝膠的熱性能：（a）不同CNF初始濃度下氣凝膠的熱導率；0.2% CNF氣凝膠（高度：8 mm）在（b）加熱板上和（c）冰上的溫度-時間曲線（黑色虛線代表室溫；大紅點代表熱板上氣凝膠的表面溫度；大藍點代表冰上氣凝膠的表面溫度；橙色三角形代表熱板或冰的溫度）；（d）0.2% CNF 氣凝膠（高度：19 mm）在150 分鐘內(nèi)在加熱板上的紅外圖像。最后一張紅外圖像是150分鐘時氣凝膠上表面的溫度。

  論文第一作者是江蘇理工學院秦恒飛副教授，通訊作者為加拿大不列顛哥倫比亞大學林學院姜鋒教授。研究工作得到加拿大首席研究項目、加拿大自然科學和工程研究理事會、加拿大創(chuàng)新基金會-約翰·埃文斯領(lǐng)導人基金的資助和國防卓越和安全創(chuàng)新（IDEaS）計劃的資助。

  論文信息：Hengfei Qin, YiFan Zhang, Jungang Jiang, Lili Wang, Mingyao Song, Ran Bi, Penghui Zhu, Feng Jiang*, Multifunctional Superelastic Cellulose Nanofibrils Aerogel by Dual Ice-templating Assembly, Adv. Funct. Mater., 2021, 2106269.

  原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202106269