上海
木材的定向孔隙结构赋予其多种优异性能，其中低导热性吸引了研究人员开发仿木气凝胶作为优良的隔热材料。然而，日益增长的环保要求对气凝胶的可持续性提出了新的严苛要求。近日， 中国科学技术大学 俞书宏院士 和 管庆方副 教授 团队报告了一种由全天然成分组成的全天然木材气凝胶，并开发了一种方法来激活表面惰性木材颗粒来构建气凝胶。所获得的仿木气凝胶具有与天然木材相似的通道结构，使其具有优于大多数现有商业海绵的隔热性能。此外，还集成了卓越的阻燃性和完全生物降解性。凭借上述出色性能，这种可持续发展的木材气凝胶将成为现有商用隔热材料的理想替代品。
通过暴露微米级生物质颗粒中存在的纳米级纤维素，这些颗粒之间的相互作用显著增强，使得用它们构建类木气凝胶成为可能。
类木结构大大降低了这种气凝胶的导热系数，导致17.4 mW·m-1·K-1的超低自由基导热系数。同时，由于添加了天然粘土纳米片，气凝胶的耐火性也大大提高，它可以承受1300 ℃的高温火焰至少20分钟而不被烧穿。其隔热和耐火性能优于天然轻木和大多数商业海绵，是现有商业隔热材料的理想替代品。
此外，它的天然木质结构使这种气凝胶具有优异的生物降解性和可持续性，从而减少了废弃隔热材料对环境的负面影响。
总之，科研人员报告了一种表面改性策略，以激活生物质颗粒的表面，并通过自下而上的构建方法，使用天然原料生产全天然木材气凝胶。按照这一过程，生产的全天然木材气凝胶具有比大多数商业海绵材料和天然轻木更好的隔热性能和阻燃性。此外，这种全天然的木质气凝胶是完全可生物降解的，使用后不会对环境造成损害，是大多数商业隔热材料的理想替代品。这种具有优异隔热和防火性能的环保气凝胶减少了碳足迹，这应该一直是科学界和实际应用的关注点。
参考文献：
DOI: 10.1002/anie.202211099
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