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
摘要:三维多孔石墨烯气凝胶具有较高的表面积,可以将大量纯相变材料 (PCM) 容纳到内部空间。为了保持 PCM 的柔韧性而不在外力作用下体积收缩,采用半胱胺蒸汽法制备了交联石墨烯气凝胶。交联石墨烯气凝胶具有较高的应力应变耐久性和化学稳定性,可以渗透 PCM 以产生形状稳定的 PCM 复合材料。PCM 的潜热是估算相变过程中 PCM 热能存储 (TES) 容量的要素之一。交联石墨烯气凝胶支撑的 PCM 复合材料显示出很高的 TES,可用于热能到电能的收集。交联石墨烯气凝胶还具有优异的机械性能,可在高温下防止损坏。
金属有机骨架 (MOF) 已成为合成晶体网络的主要形式之一。MOF 可以实现节能和原子经济的自组装,[1] 并且其多样性提供了一个多功能工具箱,具有化学和结构精度,可用于定制材料以实现不同的功能。 [2,3] 关键是利用 MOF 独特且可调节的内部孔环境,其超高孔隙率需要很大的比表面积。 [3] 然而,常见的 MOF 通常以粉末形式收集,这在大多数应用中非常不切实际。 [4] 在追求相干的 MOF 材料时,已经提出了金属有机气凝胶 (MOA),即由具有化学交联基质的 MOF 制成的气凝胶。 [5] 然而,MOA 的制造具有挑战性,因为 MOF 缺乏形成具有足够结构
2 School of Life and Environmental Sciences, Centre for Integrative Ecology, Deakin University, Waurn Ponds, VIC, Australia, 3 Department of Genetics, Cell- and Immunobiology, Semmelweis University, Budapest, Hungary, 4 ELKH-SE Immune-Proteogenomics Extracellular Vesicle Research Group, Semmelweis University, Budapest, Hungary, 5 HCEMM-SU Extracellular Vesicle研究小组,Semmelweis大学,布达佩斯,匈牙利,第6第一届病理学和实验癌症研究系,塞梅尔维斯大学,布达佩斯,匈牙利,布达佩斯,匈牙利7研究所,匈牙利自然科学研究中心,匈牙利,布达佩斯,匈牙利8研究所,8号,实验医学研究所匈牙利,匈牙利布达佩斯的Semmelweis University 10内分泌学系
高表面积半导体在电子和能量转换中具有多个应用。[1,2]虽然有规定的光伏设备将阳光直接转化为电力,而光化学(PEC)水分裂为利用这种可再生能源提供了替代途径。在PEC细胞中,水在催化金属氧化物界面处分解,以H 2(G)的形式存储化学能。理想的PEC细胞将具有较大的催化表面积,直接电子传输途径和最佳的阳光聚集。[3]多孔纳米结构的半控导管通过增加设备中吸收材料和光散射的量来满足这些要求。[4]然而,介孔无机3D网的制造能够控制几何和内部形态仍然是一个挑战。与传统使用的湿合成路线相比,原子层沉积(ALD)是一种广泛应用于现代电子产品的简单涂层方法。在ALD中,交替的反应物被沉积在基板上,限制了对其表面层的反应。因此,ALD可以用超高精度沉积薄膜。理想情况下,可以制备每一个ALD循环的薄膜,并且通常每循环的膜生长范围在0.01至0.3 nm之间。[5]可以通过简单地增加ALD循环的数量,以更长的沉积时间来制备较厚的层。基于纤维素的材料作为ALD模板具有吸引力,因为可以使用各种结构和表面化学材料。Kemell等。是第一个通过ALD在纤维素过滤纸上进行光催化应用的ALD模板2的模板。[6] Hyde等。在棉花斑块上表征了ALD涂层,涂上Al 2 O 3涂层来调整润湿性,以及Tino X涂层以促进细胞的粘附和生长。[7,8]对于需要孔隙率和高比表面积的应用,纳米纤维素气凝剂提供了一个具有层次 - 层次多孔结构的模板,其中可以在纳米孔中转移平均孔径到微米范围。[9,10],例如,Korhonen等。带有TIO 2的涂层纤维素纳米纤维(CNF)气凝胶,并证明了它们作为湿度传感器和油吸收剂的应用。[11]最近,Li等人。使用CNF Aerogels作为TIO 2的ALD模板,为水分拆分细胞制备毛细管光轴。[3]用毛细管湿润的电极
Nasrullah Shah 博士是巴基斯坦马尔丹阿卜杜勒瓦利汗大学 (AWKUM) 的副教授,同时以富布赖特学者的身份在美国堪萨斯州立大学从事研究工作。Shah 博士拥有韩国 KNU 化学工程博士学位。他曾在英国谢菲尔德大学从事博士后工作。Shah 博士在先进材料的制造、特性和应用领域拥有丰富的经验。他在知名国际期刊上发表了多篇研究出版物,被引用 1031 次。Shah 博士擅长用于生物医学、环境和分析应用的增材制造复合材料。最近,他正在从事基于增材制造(3D 打印)的材料项目,并提交了该领域的论文发表。Shah 博士获得过多项奖项,包括 KNU 博士荣誉奖学金和 AWKUM 博士后优异奖学金。富布赖特博士后奖以及巴基斯坦高等教育学院的三项研究资助。
容量,合适的相变温度和化学稳定性。17 - 20然而,N-烷烃在太阳能利用中的大量应用是在相变期间受到液体泄漏问题的严重限制。将N-烷烃封装以形成核心 - 壳微囊被认为是一种有效的方法。但是,封装过程始终很复杂,并且封装的PCMS的相变焓显着减少。21 - 23因此,迫切需要制造含有高相变焓,形状和热稳定性的PCM的N-烷烃。最近,已引起广泛的关注,以浸入三维(3D)气凝剂中的PCM,以构建形状稳定的防漏PCM复合材料。24 - 26尤其是纳米 - 闪烁的纤维素(NFC)气凝胶不仅可以有效地防止固体 - 液态PCM的泄漏,而且还可以对环境友好。因此,有必要以NFC气凝胶作为支撑材料研究固体 - 液相变化材料。Kim等。 27使用甲基纤维素(CMC)制备的碳泡沫。 此外,复合PCM(CPCM)通过真空浸渍将促红节醇纳入纤维素碳泡沫中。 热循环测试表明,与纯赤丝醇相比,CPCM表现出的相变焓损失要少得多。 这些结果可能发生了,因为碳泡沫的孔可以防止促赤醇的泄漏,从而最大程度地减少了通过毛细管热循环测试期间的潜热损失。 Lei等。 28通过准备了一种新颖的CPCMKim等。27使用甲基纤维素(CMC)制备的碳泡沫。此外,复合PCM(CPCM)通过真空浸渍将促红节醇纳入纤维素碳泡沫中。热循环测试表明,与纯赤丝醇相比,CPCM表现出的相变焓损失要少得多。这些结果可能发生了,因为碳泡沫的孔可以防止促赤醇的泄漏,从而最大程度地减少了通过毛细管热循环测试期间的潜热损失。Lei等。 28通过准备了一种新颖的CPCMLei等。28通过
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。
本工作采用定向冷冻干燥技术制备具有定向多孔结构的三维高导电纤维素纳米纤维 (CNF)/Ti 3 C 2 T x MXene 气凝胶 (CTA),然后通过热退火 CTA、随后的真空辅助浸渍和固化方法制备热退火 CTA (TCTA)/环氧树脂纳米复合材料。结果表明,TCTA/环氧树脂纳米复合材料具有三维高导电网络,超低渗透阈值为 0.20 vol% Ti 3 C 2 T x 。当 Ti3C2Tx 的体积分数为 1.38vol% 时,TCTA/环氧纳米复合材料的电导率(σ)、电磁干扰屏蔽效果(EMI SE)和 SE 除以厚度(SE/d)值分别达到 1672 S m -1、74 dB 和 37 dB mm -1,与之前报道的相同填料含量的聚合物纳米复合材料相比几乎是最高值。此外,与不含 Ti3C2Tx 的样品相比,TCTA/环氧纳米复合材料的储能模量和耐热指数分别提高到 9792.5 MPa 和 310.7℃,提高了 62% 和 6.9℃,表现出优异的力学性能和热稳定性。所制备的轻质、易于加工、可成型的 TCTA/环氧纳米复合材料具有优异的 EMI SE 值、优异的机械性能和热稳定性,极大地拓宽了 MXene 基聚合物复合材料在 EMI 屏蔽领域的应用。