近日，江南大學化學與材料工程學院劉天西教授團隊在二氧化硅基氣凝膠復合材料的設計與光-熱協同管理方面取得重要突破。團隊研發的纖維素-二氧化硅氣凝膠復合材料兼具力學彈性和高溫隔熱阻燃性，可有效降低熱傳導和太陽光吸收，為高效建筑熱管理提供了新的解決方案。相關研究成果已發表于國際頂級期刊《Advanced Functional Materials》（DOI：10.1002/adfm.202425527）。
核殼納米纖維基元氣凝膠復合材料的設計制備及其光-熱協同管理性能
研究背景與突破
在全球氣候變化和極端高溫環境下，降低建筑和設備的降溫能耗對實現“雙碳”目標至關重要。無機氣凝膠因其輕質、隔熱、阻燃等特性成為理想的建筑材料，但其脆性和復雜的制備工藝限制了應用。相比之下，聚合物氣凝膠易加工但易燃，難以在高溫環境中使用。
針對這一挑戰，劉天西教授團隊提出冷凍聚合策略，成功制備出核殼納米纖維結構的纖維素-二氧化硅氣凝膠復合材料。在冷凍聚合過程中，二氧化硅納米團簇在纖維素納米纖維表面形成核-殼結構，賦予材料超彈性與高溫穩定性。即使在800℃高溫下長時間煅燒或火焰暴露，仍能保持結構完整。
性能驗證與應用前景
在戶外測試中，該氣凝膠復合材料在陽光直射下展現了11.4℃的亞環境降溫效果，有效減少了熱傳導和太陽光吸收，為高效建筑熱管理提供了新思路。該研究突破了氣凝膠材料在力學和熱學性能上的瓶頸，未來有望廣泛應用于節能建筑、設備隔熱與極端環境防護等領域。
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作者：粉體圈
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