以其独特的特性而闻名,例如较小的导热率,高孔隙率和最小的电介质常数,Aerogels引起了各种应用的关注,尤其是在纺织品中。硅胶以其出色的热隔热能力而闻名,由于其低密度以及高热和声学绝缘性能,因此对传统隔热材料提供了潜在的改进。涉及硅烷氧化物的水解和冷凝的溶胶 - 凝胶过程,用于合成二氧化硅气凝胶,然后进行超临界干燥以保留其多孔结构。最近的进步探索了将二氧化硅气凝胶掺入纺织品和纤维中,以增强其热绝缘层,同时解决与耐用性和成本相关的挑战。的方法,例如湿反应旋转,同轴湿旋和静电纺丝,以生产具有不同特性的气冰纤维。例如,硅胶纤维已用于复合织物中,以提高柔韧性和机械强度,同时保持高隔热性能。还研究了带有硅胶的涂料纺织品,以创建轻质,高性能的服装热绝缘材料。此外,通过将气凝胶整合到纤维底物中产生的硅胶毯为工业和航空航天应用提供了有效的绝缘层。最近的研究进一步凸显了生产具有针对特定应用(例如防热和水分管理)的特性量身定制特性的基于硅胶的织物的进步。总体而言,正在进行的研究旨在优化气凝胶材料,以在纺织品和保护服装中进行更广泛的使用,从而应对性能和成本效益挑战。
Terahertz(THZ)技术提供了从卫星和望远镜的校准目标到通信设备和生物医学成像系统的机会。一个主组件将是具有切换性的宽带THZ吸收器。然而,稀缺的具有光学切换的材料,它们的调制大多在狭窄的带宽下可用。在吸收或传播中实现具有大型和宽带调制的材料构成了关键的挑战。这项研究表明,进行聚合物 - 纤维素气凝胶可以提供宽带THZ光的调制,其调制范围很大,概率为≈13%至91%,同时保持镜面反射损失<-30 dB。特殊的THZ调制与导电聚合物的异常光学电导率峰有关,从而增强其氧化态的吸收。这项研究还证明了通过简单的化学修饰降低表面亲水性的可能性,并表明在光学频率下宽带吸收气凝剂可以通过太阳能诱导的加热来降低质量。这些低成本,水溶液可加工,可持续和生物友好的气凝胶可能会在下一代智能THZ设备中使用。
人类需要庇护所来保护自己免受环境条件的影响并感到安全(Aldakshe 等人,2020 年)。他们必须建造满足庇护需求的结构(Tezel 等人,2020 年)。这些建筑结构中最重要的元素是材料(Al-Hasani 等人,2023b)。在这些材料中,混凝土是第一位的(Palta 等人,2020 年),砖块是第二位的。砖是一种建筑材料,通过将粘土与水(如果需要)和沙子混合,然后在高温炉中烧制而成(Çağlar 和 Çağlar,2019 年;Al-Amara 和 Çağlar,2023 年)。通过热处理将土坯转化为建筑材料可以追溯到史前社会时期(公元前 2500-1750 年)。烧砖是一种已经使用了数千年的砌块,特别是在发现钢筋混凝土之前(Çağlar et al.,2018)。
介孔聚酰胺(PA)气凝胶在化学结构上与杜邦的凯夫拉尔(Kevlar)相似,是一种在空域应用中测试的先进的热绝缘材料。不幸的是,整体气瓶很容易吸收湿度(从潮湿的空气中),从而极大地改变了其机械性能。PA气门的抗压强度在水含量增加时首先增加,但随后在额外的水合后会降低。为了为这种非单调变化提供连贯的解释,气凝胶是逐步进行的,其水合机制通过多尺度实验表征阐明。通过固态和液态核磁共振(NMR)光谱研究分子结构,并在每个平衡水合状态下通过小角度中子散射(SAN)进行形态。重建了分子水平和纳米体系结构中的物理化学变化。第一个水分子结合了Pa大分子的分子间H键网的空缺,从而增强了该网络并引起一致的形态变化,从而导致了整体的巨镜。其他水破坏了大分子的原始H键网络,这会导致其增加的节段运动,这标志着空心骨架的纳米化纤维部分溶解的开始。这最终使整体塑造。
陶瓷气凝胶表现出显著的隔热节能效果,而了解其纳米多孔结构的演变对于控制其热调节性能是必不可少的。在本研究中,我们设计并合成了轻质多孔二氧化硅气凝胶整体材料,并展示了其隔热性能受表面活性剂诱导自组装控制的多孔纳米结构形貌调控。胶束网络和原位气泡形成引导合成整体中形成均匀的孔隙,该整体表现出优异的隔热、隔音性能和强大的机械稳定性,热导率为 0.032 W m −1 K −1 ,在 800 Hz 频率下隔音性能提高 17%,抗压强度为 1.3 MPa,杨氏模量为 15 MPa。该研究为制造用于节能建筑应用的低成本气凝胶整体保温材料提供了新途径。
摘要:将高度多孔石墨烯(GO)气凝胶整体加热到超高温度的闪光灯加热被用作低碳足迹技术,以设计功能性气凝胶材料。首次证明了Airgel Joule加热至3000 K,并具有快速加热动力学(〜300 K·min-1),从而实现了快速和节能的闪光加热处理。在一系列材料制造的挑战中利用了超高温度闪光灯焦耳加热的广泛适用性。超高温度焦耳加热用于快速在快速时间尺度(30-300 s)的水热气凝凝胶快速地石墨退火,并大大降低了能量成本。闪光气凝胶加热至超高温度,用于原位合成超铁纳米颗粒(PT,CU和MOO 2)的原位合成,并嵌入了混合气瓶结构中。冲击波加热方法可以使形成的纳米颗粒的高渗透量均匀性,而纳米颗粒的大小可以通过控制1到10 s之间的焦耳加热持续时间来轻松调节。因此,此处介绍的超高温度加热方法对基于石墨烯的气凝胶的多种应用具有重要意义,包括3D热电材料,极端温度传感器和流动中的气瓶催化剂(电)化学。■简介
基于藻酸钠的气凝胶由于其独特的特性和实用性而引起了广泛的关注,并已应用于电力储能,环境科学和材料化学等现代科学领域。高藻酸钠气凝胶的多孔结构和出色的物理化学特性为其在不同领域的应用提供了巨大的潜力。它对废水中的重金属离子和有机污染物具有显着的去除作用,并为环境修复提供了一个很好的解决方案。此外,藻酸钠气凝胶的阻燃特性突出了其在开发安全有效的降膜材料方面的潜力。藻酸钠衍生的碳气凝胶在许多领域(例如超级电容器和微波吸收)中具有良好的应用潜力。这篇评论的目的是简要概述藻酸钠气凝胶的制备和特性,并总结其流行的应用领域的最新发展。
非常适合于隔热和隔音材料。此外,玻璃材料的制造成本非常高,而且还需要长时间的热处理,从而消耗大量的能源。另一方面,通过采用低成本的常压干燥工艺,可以显著节省透明二氧化硅气凝胶的制造成本。然而,二氧化硅气凝胶由于其项链状微结构和弱的颗粒间结合,通常机械性较脆,14 并且在气凝胶材料中保持高隔热性和高光学透明度仍然具有挑战性。15 因此,在表现出低热导率的同时获得透明且机械强度高的二氧化硅气凝胶至关重要。在本研究中,我们报告了一种制造透明隔热二氧化硅气凝胶材料的合成策略,实现了 18 mW m 1 K 1 的低热导率和可见透明度(400 nm 和 800 nm 的广谱透明度为 70%)。溶剂交换过程促进了它们的光学透明度,而疏水表面改性则可抵抗环境压力干燥过程中的孔隙塌陷并保持其结构完整性。高可见光透明度、低热导率、8% 低声强的隔音效果以及加入透明聚合物的可扩展制造展示了它们在透明窗口材料中的潜在应用。同时,与透明二氧化硅气凝胶结合的太阳能接收器可以在 1 太阳辐射下 12 分钟内达到 122 摄氏度,比环境大气中高 200%。透明的工程结构
1 Cirimat,图卢兹大学3 Paul Sabatier,图卢兹INP,CNRS,图卢兹大学,图卢斯大学,塞德克斯公路118号,CEDEX 9,31062法国图卢兹; fahd.tibourtine@univ-tlse3.fr(F.T。)2 d d d de the Odontology,Santé学院,h'Pitales de Toulouse,Paul Sabatier,Paul Sabatier,3 Chemin des Maraichers,Cedex 9,31062法国图卢兹; thibault.canceill@univ-tlse3.fr 3 Toulouse大学化学Génie实验室3 Paul Sabatier,图卢兹INP,CNRS,图卢兹大学,法国图卢兹大学31062; ludovic.pilloux@univ-tlse3.fr 4国立桑特和研究学院Médicale,Inserm umr_s 1121生物材料和生物工程,法国67085,法国斯特拉斯堡; philippe.lavalle@inserm.fr(P.L.); claire.medemblik@gmail.com(c.m.)5实验室软马特,图卢兹大学,CNRS UMR 5623,图卢兹大学三世 - 保罗·萨巴蒂埃,法国图卢兹31062; laure.gibot@cnrs.fr 6 Arna,Inserm U1212,CNRS 5320,波尔多大学,146 Rueléoo saignat,Cedex,33076 Bordeaux,法国Bordeaux; clementine.aubry@ubordeaux.fr 7电子显微镜中心适用于生物学,Médecine的生物学,133号纳尔博恩路线,法国图卢兹31062; Dominique.goudouneche@univ-tlse3.fr 8 Department of Surgery, University Cancer Institute of Toulouse-Ocopole, 1 avenue Ir è Joliot-Curie, 31100 Toulouse, France 9 Department of Ear, Nose and Throat Surgery, Toulouse University Hospital-Larrey Hospital, 31400 Toulouse, France * Correspondence: dupret-bories.agnes@iuct-oncopole.fr (A.D.-B.); sophie.cazalbou@univ-tlse3.fr(s.c.)
微纳杂化气凝胶的另一个重要特征是其高吸附效率。这些材料有可能从空气、水和工业废水中捕获和去除各种污染物,如重金属、染料和有机化合物 [8]。气凝胶的大表面积加上多孔结构为污染物的吸附提供了丰富的位点,使其在环境清洁应用中非常有效。特别是废物衍生的气凝胶对有害物质表现出极好的吸附能力,有助于可持续的污染控制解决方案。将功能基团纳入气凝胶结构可以进一步增强吸附,从而能够选择性地去除特定污染物并提高材料的整体效率。