2024-05-27 11:55:22
纤维素气凝胶简介及发展展望
纤维素气凝胶作为新生的第三代材料,超越了硅气凝胶和聚合物基气凝胶,在具备传统气凝胶特性的同时融入了自身的优异性能,如良好的生物相容性和可降解性,在制药业、化妆品等方面具有很大的应用,是一个不断发展的生物类聚合物材料。作为超轻结构材料,纤维素气凝胶密度可以达到0.008 g/cm3 。Innerlohinger等在2006年具体研究了其内部结构,纤维素凝胶具备很高的多孔率及比表面积,在干燥过程中受毛细管压力作用,容易引起收缩、毛细管张力和破裂。因此,选择合适的干燥方式是制备纤维素至关重要的一步,常用干燥方法包括超临界干燥、冷冻干燥和常压干燥,其中超临界CO2干燥是比较常用的干燥方法,因为它可以避免毛细管作用力,不会破坏固态机构,但过程相对复杂。随着对纤维素气凝胶认识的加深,以及全球能源危机的加剧,人们对于纤维素气凝胶的研究热情逐步升高,各种研究也逐渐增多,如对纤维素来源、溶剂、干燥方式等的研究。
纤维素气凝胶作为一种可持续发展的纳米材料,可作为活性物载体,也可以作为模板材料制备含纳米金属粒子的复合气凝胶。现在气凝胶作为一种超轻材料正逐步走入人们的生活中。虽然纤维素气凝胶还未实现其工业化生产,但纤维素来源丰富,可再生,比强度和模量高,随着研究的深入,制备工艺的日益简单,作为纳米科技中的一支新绿色队伍,独特的光学、热学性质以及机械性能将会使其在材料科学领域独树一帜,得到广泛的应用。
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