相比于易碎的傳統(tǒng)無機(jī)氣凝膠材料,，新一代纖維素氣凝膠材料柔性好,、密度和固態(tài)熱導(dǎo)率低，原料來源廣泛且可再生和降解,，在柔性隔熱領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景,。然而，由于骨架強(qiáng)度不高,，纖維素氣凝膠材料在受力情況下結(jié)構(gòu)容易坍塌,；其次，纖維素氣凝膠具有親水性,，嚴(yán)重影響其在高濕度環(huán)境下的隔熱穩(wěn)定性,；再次,，纖維素易燃性限制其實(shí)際的應(yīng)用。提高纖維素氣凝膠力學(xué)性能,、隔熱性能和阻燃性能,，成為當(dāng)前柔性隔熱領(lǐng)域的重要目標(biāo)。

近日,，針對上述問題,，微納光電功能材料創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)聯(lián)合氣凝膠材料創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)成功制備了一種超疏水、阻燃,、隔熱的納米纖維素氣凝膠,，并通過多尺度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)顯著提升了其各項(xiàng)性能。該氣凝膠在隔熱,、油水分離以及阻燃等方面均表現(xiàn)出色,，有望成為未來高性能隔熱材料的重要發(fā)展方向。

研究結(jié)果表明該氣凝膠熱導(dǎo)率低至23.9 mW m^-1K^-1,，顯示出卓越的隔熱性能,；內(nèi)部和表面都具有超疏水性；能承受高達(dá)8.674 MPa的壓力,；能在1300^oC的火焰中持續(xù)70分鐘而不被破壞,，且極限氧指數(shù)（LOI）高達(dá)45.9%，是迄今為止報(bào)道的纖維素基氣凝膠中的最高值,。該氣凝膠在高濕度環(huán)境下仍能保持穩(wěn)定的隔熱性能,，同時(shí)展現(xiàn)出優(yōu)異的油水分離性能。結(jié)合其優(yōu)異的可持續(xù)性和可降解性,，該氣凝膠成為商業(yè)隔熱材料的理想替代品,，在高性能隔熱領(lǐng)域，具有巨大的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值,。

上述成果以“Superhydrophobic Nanocellulose Aerogel for Thermal Insulation and Thermal Resistance up to 1300 ℃”為題,，發(fā)表在國際知名期刊《Chemical Engineering Journal》（IF: 15.1）上。材料學(xué)部陳世偉老師為該文章第一作者兼通訊作者,，伊希斌研究員為共同通訊作者,，文章的重要作者還包括李翔君，張春誠,，龍立夏,，趙新富，朱超峰和李冰,。該項(xiàng)工作主要由山東省重大科技創(chuàng)新工程項(xiàng)目,、濟(jì)南市“新高校20條”專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目,、內(nèi)蒙古科技重大專項(xiàng)和校（院）國際合作項(xiàng)目支持,。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.156043