ACS Nano: 具有独特过滤能力和保温性能的天然丝纳米纤维气凝胶

雨辰

2021-04-14

纳米纤维气凝胶作为多功能基质在许多领域得到了广泛的发展。天然丝纳米纤维（SNF）由于其天然丰度，机械韧性，可生物降解性和出色的生物相容性而成为一种有吸引力的生物聚合物。但是，制造具有机械柔韧性的3D SNF材料仍然是一个挑战。

有鉴于此，武汉纺织大学张强教授和尤仁传副教授等人，制备了具有受控结构和良好的机械弹性的SNF基气凝胶。

本文要点

1）SNFs是基于全水系统从天然丝纤维上剥离下来的，并显示出良好的韧性和长径比，这有助于构建基于SNF的柔性材料。然后，通过冷冻干燥水性SNF悬浮液成功生产了3D纳米纤维气凝胶。

2）为了增强纳米纤维气凝胶的稳定性和可调节性，在纳米纤维气凝胶中加入少量的聚乙烯醇(PVA)作为粘合剂，以通过SNF之间固有的大量羟基来固化SNF之间的连接。所得的3D纳米纤维气凝胶为探索SNF以自支撑，结构自适应和3D宏观形式的应用提供了一个多功能平台。

3）通过表征SNF气凝胶的性能，该气凝胶具有孔隙率高、重量轻、回弹性好、具有优异的颗粒过滤和保温性能相结合的弹性恢复性能等固有特性。这些SNF气凝胶在压缩100个循环后显示出可逆的压缩和应力保持性。此外，所制备的气凝胶用于空气过滤，具有高的容尘量和低的阻力。此外，气凝胶的导热系数极低，为0.028 W·（m·K）^-1，显示出其在保温应用中的潜力。

总之，该工作为探索天然丝在三维气凝胶中的应用提供了一个有效的策略，并为开发过滤材料和超轻保温材料提供了新的选择。

参考文献：

Zhanao Hu et al. Natural Silk Nanofibril Aerogels with Distinctive Filtration Capacity and Heat-Retention Performance. ACS Nano, 2021.

DOI: 10.1021/acsnano.1c00346

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c00346