中國粉體網(wǎng)訊  東京大學(xué)TsuguyukiSaito等人利用纖維素納米纖維(CNF)的可調(diào)粒子間相互作用特性，獲得了具有高孔隙率和高SSA的中孔結(jié)構(gòu)干凝膠。該CNF干凝膠具有出色的機(jī)械強(qiáng)度、良好的透光性、出色的隔熱性以及阻燃特性，有望作為透光、隔熱且承重的墻體構(gòu)件。

【干凝膠材料的制備】

作者在濕凝膠中研究了兩種不同的干燥溫度(23和65°C)和四種不同的CNF濃度(0.5-2.0%)。隨著CNF濃度的增加，濕凝膠具有更多的交聯(lián)點(diǎn)，對毛細(xì)作用力更具抵抗力。但干凝膠的尺寸也隨之變大，只有含1.0%CNF的干凝膠是形狀規(guī)則的，更高濃度下的干凝膠則存在變形并且表面粗糙(圖1a)。所有干凝膠的橫截面均具有網(wǎng)絡(luò)化的CNF結(jié)構(gòu)(圖1b)，在2%的濃度和65°C干燥溫度下，比表面積高達(dá)470 m2 g-1，這是迄今為止報(bào)道的纖維素干凝膠比表面積的最高值。

CNF干凝膠的結(jié)構(gòu)

【隔熱與阻燃性能】

該CNF干凝膠在大氣壓下的熱導(dǎo)率約為0.06-0.07 W m-1 K-1，具有良好的隔熱性能。此外，該干凝膠具有阻燃與自熄特性。即使干凝膠被點(diǎn)燃，火焰也能在很短的時(shí)間內(nèi)(<0.01s)自動(dòng)熄滅。該自熄特性可由在CNF表面形成的氫氧化鋁結(jié)構(gòu)來解釋。當(dāng)氫氧化物暴露于火焰中時(shí)，它們會(huì)脫水，然后脫去的水逐漸蒸發(fā)。該反應(yīng)是吸熱的，因此可以防止火焰擴(kuò)散。在該CNF干凝膠中，CNF表面被羧基緊密地覆蓋，其抗衡離子鋁離子是三價(jià)陽離子，能與羧酸根陰離子形成氫氧化物。產(chǎn)生的氫氧化鋁可能是造成干凝膠具有自熄功能的主要原因。

(中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)

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