现代材料科学见证了先进制造方法的时代,从纳米到宏观尺度设计功能。虽然人们已经开发出了多功能制造和增材制造方法,但为特定应用设计材料的能力仍然有限。本文介绍了一种新颖的策略,该策略能够以目标为导向制造具有按需特性的超轻气凝胶。该过程依靠通过界面络合进行的可控液体模板来生成可调的、刺激响应的 3D 结构(多相)丝状液体模板。该方法涉及纳米级化学和纳米粒子 (NPs) 在液-液界面的微米级组装,以生产具有多尺度孔隙率、超低密度(3.05-3.41 mg cm −3)和高压缩率(90%)以及弹性回复和即时形状恢复特性的分层宏观气凝胶。超轻气凝胶面临的挑战已经得到克服,包括机械完整性差以及无法形成具有按需功能的预定义 3D 结构,以用于多种应用。该方法的可控性使得可调谐电磁干扰屏蔽具有高比屏蔽效率(39 893 dB cm 2 g − 1)和有史以来最高的吸油能力之一(氯仿气凝胶初始重量的 487 倍)。这些特性源于液体模板的可工程性,将轻质材料的界限推向系统功能设计和应用。
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