作者：汪婷
近日，理学院功能高分子材料绿色制备与循环利用研究团队在耐烧蚀气凝胶研究上取得新进展。相关成果发表在中国科学院长春应用化学研究所与美国化学会共同出版的期刊Polymer Science & Technology上，第一作者为理学院汪婷副教授，通讯作者为邓瑾妮教授和陈明军教授，西华大学为第一单位。
生物质气凝胶因其优异的机械性能、低热导率及丰富的原材料来源，被视为传统化石燃料绝缘材料的理想替代品。然而，生物质气凝胶的高度易燃性及在极端条件下较差的热屏蔽性能，使其在火灾或高温环境中容易发生结构坍塌。在航空、航天和高层建筑等领域，隔热材料不仅需具备优良的阻燃性和隔热性，还需具备足够的高强度，以承受火灾场景中的突发力和热冲击。
针对这一难题，课题组通过环保的气泡为模板的常压干燥方法，制备了一种在宽温度范围和氧化环境下具有高刚度、结构稳定性和高温热绝缘性的生物质杂化气凝胶。所得的气凝胶的模量高达37.8 MPa，比模量为181.56 MPa·cm3·g−1。当高温或火灾作用时，气凝胶会形成具有高热稳定性的有机无机杂化炭，不仅降低气凝胶在高温或燃烧过程中的体积收缩，还极大保持了气凝胶的连续多孔结构和高模量等优点。1000 ℃热处理后，气凝胶的体积收缩率仅为38%。气凝胶在900 ℃时的压缩模量为8.22 MPa，保持了原来模量的43%。此外，由于杂化炭层的阻隔作用，气凝胶表现出29.5%的高极限氧指数，并且具有低的烟释放和热释放等优点。
图1 论文截图
图2 该论文的图文摘要