俞书宏院士&管庆方Angew.：全天然木材气凝胶!

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研究内容

木材的定向孔隙结构赋予了它多种优异的性能，其中低热导率吸引了研究人员开发类似木材的气凝胶作为优异的隔热材料。然而，日益增长的环境保护要求对气凝胶的可持续性提出了新的严格要求。

针对碳中和和减少塑料污染的目标，中国科学技术大学俞书宏院士、管庆方研究团队报告了一种自下而上的策略，制备了一种由所有天然成分组成的全天然木质气凝胶，并开发了一种活化表面惰性木质颗粒以构建气凝胶的方法。该木质气凝胶展现出卓越的阻燃性及隔热性能。相关工作以“An all-natural wood-inspired aerogel”为题发表在国际著名期刊Angewandte Chemie International Edition上。

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研究要点

要点1. 得益于天然生物质和矿物中现有的纳米结构，作者制备的全天然木材气凝胶具有与天然木材相似的通道结构，比大多数商业海绵材料和天然轻木具有更好的隔热和阻燃性能。

要点2. 木质结构大大降低了这种气凝胶的热导率，导致17.4 mW m-1 K-1的超低自由基热导率。同时，由于添加了天然粘土纳米片，气凝胶的耐火性也大大提高，它可以在1300℃的高温火焰下承受至少20分钟而不被烧穿。

要点3. 这种以木材为灵感的全天然气凝胶是完全可生物降解的及和可持续性，使用后不会对环境造成损害。并使其成为大多数商业隔热材料的理想替代品。由于上述卓越的性能，这种可持续的木材气凝胶将成为现有商业隔热材料的理想替代品。

这种具有优异隔热和防火性能的环保气凝胶减少了碳足迹，这应该一直是科学界和材料实际应用的关注点。

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研究图文

图1. 全天然木材气凝胶的制备和应用。

图2. SNWP的表征。

图3. 全天然木质气凝胶的木质通道结构表征。

图4. 全天然木材气凝胶的导热性。

图5.全天然木材气凝胶具有优异的阻燃性。

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文献详情

An all-natural wood-inspired aerogel

Zi-Meng Han, Wen-Bin Sun, Kun-Peng Yang, Huai-Bin Yang, Zhao-Xiang Liu, De-Han Li, Chong-Han Yin, Hao-Cheng Liu, Yu-Xiang Zhao, Zhang-Chi Ling, Qing-Fang Guan,* ShuHong Yu*

Angew. Chem. Int. Ed.

DOI: 10.1002/anie.202211099