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  近日，來自武漢紡織大學(xué)省部共建紡織新材料與先進(jìn)加工技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室徐衛(wèi)林院士團(tuán)隊(duì)陳鳳翔教授在Advanced Functional Materials 上發(fā)表了一篇題為 “Regenerated Cellulose/Lignin Composite Aerogel with Unique Toast-Like Structure and Their Potential Applications in Thermal Camouflage” 的學(xué)術(shù)論文。該研究提出了一種創(chuàng)新的仿生策略，利用再生纖維素與堿木質(zhì)素制備了具有獨(dú)特類吐司結(jié)構(gòu)的復(fù)合氣凝膠，并通過原子層沉積（ALD）技術(shù)在其表面沉積二氧化鈦涂層，賦予其優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、隔熱性能以及紅外偽裝能力。

  紅外偽裝材料在軍事應(yīng)用中具有重要意義，然而現(xiàn)有的偽裝材料往往存在性能不足或環(huán)境適應(yīng)性差的問題。為解決這一難題，研究團(tuán)隊(duì)受自然木材、爬行動物鱗片以及生物礦化的啟發(fā)，提出了一種整合木質(zhì)素交聯(lián)和二氧化鈦礦化的仿生策略，成功制備了再生纖維素/堿木質(zhì)素復(fù)合氣凝膠（CLA-TiO₂）。這種氣凝膠具有獨(dú)特的吐司結(jié)構(gòu)，其表層致密而內(nèi)部多孔，既保證了出色的熱性能，又增強(qiáng)了材料在表面改性過程中內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

研究亮點(diǎn)

1.可持續(xù)材料與環(huán)保設(shè)計(jì)

  該研究以廢舊棉纖維為纖維素來源，結(jié)合造紙工業(yè)副產(chǎn)品堿木質(zhì)素，充分利用可再生資源，降低環(huán)境負(fù)擔(dān)，同時賦予氣凝膠優(yōu)異的生物降解性能，展示了循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念。

2.創(chuàng)新的類吐司結(jié)構(gòu)

  通過高濕度誘導(dǎo)的自組裝工藝，纖維素分子在凝膠化過程中實(shí)現(xiàn)了外層致密化與內(nèi)層多孔化的吐司結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)有效降低了后續(xù)功能化改性對于氣凝膠內(nèi)部孔隙的影響。

3.ALD技術(shù)與紅外屏蔽性能

  采用ALD技術(shù)沉積無定形二氧化鈦涂層，與木質(zhì)素共同為氣凝膠賦予了沙漠色澤與熱偽裝能力，使其能夠在沙漠環(huán)境中提供優(yōu)越的偽裝效果。

應(yīng)用潛力

  研究表明，CLA-TiO₂復(fù)合氣凝膠在軍事熱偽裝領(lǐng)域具有巨大潛力，同時也為其他需要紅外屏蔽和隔熱的應(yīng)用場景（如建筑隔熱材料、包裝材料等）提供了新思路。其可持續(xù)性與低碳設(shè)計(jì)為高性能氣凝膠材料的研發(fā)樹立了重要標(biāo)桿。

  原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202414696

  下載：Regenerated Cellulose/Lignin Composite Aerogel with Unique Toast-Like Structure and Their Potential Applications in Thermal Camouflage