江南大学刘天西/樊玮教授团队：高分子气凝胶复合材料

气凝胶是由胶体粒子或者高聚物分子相互聚集形成多孔网络结构，并在孔隙中充满气态分散介质的一种固体材料。气凝胶曾被《科学》杂志誉为“可改变世界的神奇材料”，因其具有超低密度、高孔隙率、低热导率、高比表面积等优异独特的性质被广泛应用于隔热、隔音、储能、催化、吸附等领域，尤其是在航空航天飞行器的防/隔热系统及宇航服隔热等领域具有巨大的应用前景，被视为“未来最具潜力的十大材料之一”。

▲ 气凝胶的典型类型及应用

近年来，随着科技的发展，气凝胶材料快速发展，从传统的无机气凝胶到新型有机气凝胶，各种具有新的物理化学性质和功能的气凝胶材料应运而生。与传统的无机气凝胶相比，高分子气凝胶具有分子结构多样性、可设计性等优势，可以通过分子结构设计实现性能多元化的发展。另外，高分子气凝胶具有良好的力学性能、环境稳定性及生物相容性等，在航空航天、极寒地区等特殊环境中具有良好的应用前景。因此，高分子气凝胶复合材料有望成为下一代高性能、低密度、低热导的气凝胶材料，是当代新兴材料的研究重点之一。

▲ 高分子气凝胶复合材料的应用

江南大学刘天西教授、樊玮教授及其团队在高分子气凝胶复合材料领域有十余年的工作积累，创新性地提出纳米颗粒实现气凝胶孔径调控的新策略，研发了高柔弹性聚酰亚胺纳米纤维气凝胶新材料。

《 》（刘天西，樊玮著. 北京：科学出版社，2024.6）是作者团队在高分子气凝胶复合材料领域的部分创新性研究成果的总结性专著，同时全面系统地总结了现阶段高分子气凝胶复合材料的国内外研究进展及成果，为研发高性能、多功能的高分子气凝胶复合材料提供理论指导与技术支撑，对高分子材料学科的发展具有一定促进作用。

本书深入总结了高分子气凝胶复合材料理论基础、关键核心技术和重点应用等相关研究成果。全书共10 章：

• 第1 章从气凝胶的历史出发，介绍气凝胶的种类、制备过程和基本性质，并引出高分子气凝胶的诞生和发展；

• 第2 章介绍高分子气凝胶复合材料的表征方法；

• 第3～8 章依次介绍酚醛树脂气凝胶、生物质气凝胶、聚酰亚胺气凝胶、异氰酸酯气凝胶、导电高分子气凝胶和其他高分子气凝胶，主要介绍各自的合成策略、制备方法、结构及其化学、机械、电学和光学等性质；

• 第9 章介绍高分子气凝胶纤维及织物；

• 第10 章集中介绍高分子气凝胶复合材料在保温隔热、吸附、吸声/隔音、药物缓释、能源存储和电磁屏蔽等领域的应用和发展前景。

本书由刘天西教授和樊玮教授负责全书的撰写、统稿和校对，其主要素材来自作者课题组十多年来的理论及应用研究成果，特别感谢团队中薛甜甜、张巧然、田婧、杨溢、朱晨宇、马卓成、边爱强、于瑶、付志鹏、耿淼淼等的科研贡献和在本书撰写、修改过程中给予的大力支持。感谢国家自然科学基金重点项目（4D打印形状记忆聚酰亚胺气凝胶复合材料，项目编号：52233006）；国家自然科学基金面上项目（动态溶胶-凝胶策略构筑聚酰亚胺气凝胶纤维及其常压连续成纤机制研究，项目编号：52373076；3D 打印一体成型构筑轻质、高强、隔热聚酰亚胺复合气凝胶蜂窝材料，项目编号：52073053；具有多级孔结构的聚合物基纳米复合气凝胶的可控构筑及其隔热阻燃性能研究，项目编号：21674019）；上海市教育委员会科研创新计划重大项目（3D 打印聚酰亚胺气凝胶复合材料，项目编号：2021-01-07-00-03-E00108）对本书出版的支持。

本文摘编自《高分子气凝胶复合材料》（刘天西，樊玮著. 北京：科学出版社，2024.6）一书“前言”，有删减修改，标题为编者所加。

（高性能高分子材料丛书 / 蹇锡高 总主编）

“十三五”国家重点出版物出版规划项目

ISBN 978-7-03-078120-8

责任编辑：翁靖一 高 微

本书为“高性能高分子材料丛书”之一。本书深入总结了高分子气凝胶复合材料理论基础、关键核心技术和重点应用等相关研究成果，系统地介绍了酚醛树脂气凝胶、生物质气凝胶、聚酰亚胺气凝胶、异氰酸酯气凝胶等高分子气凝胶及其复合材料的成型原理、制备方法、表征手段、结构及性能，最后对高分子气凝胶复合材料在保温隔热、吸附、吸声/隔音、药物缓释、能源存储和电磁屏蔽等领域的应用和发展前景进行论述。

本书适合材料、化工领域，尤其是气凝胶技术与材料研发工作者和工程技术人员阅读，也可供新材料科研院所、高等学校、新材料产业界、政府相关部门等领域的人员参考。

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（本文编辑：刘四旦）

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