轻质多孔气凝胶作为纳米材料中的明星材料之一，近年来在各种新兴领域受到了广泛关注。但由于其密度低、力学性能弱，使得其构型编辑能力面临挑战。鉴于此，中国科学院苏州纳米所张学同团队受民间艺术（陶艺、折纸、编织）启发，建立了一种高效的两次凝胶化(TC)策略，实现构型可编辑高强气凝胶的制备。
作为概念验证，选择芳纶纳米纤维(ANFs)和聚乙烯醇(PVA)作为气凝胶的主要成分，其中PVA在第一次凝胶化过程中形成弹性的构型可编辑凝胶网络，ANF在第二次凝胶化过程中形成构型锁定凝胶网络。
值得注意的是，气凝胶的比拉伸模量和韧性分别高达666 MPa cm3 g-1和2093 kJm-3, 具有高比拉伸模量和高韧性的双重性质。结构分析表明有机凝胶、水凝胶、尤其是气凝胶的强度增强主要是由于TC过程中交联密度的增加和气凝胶的骨架演化。（图3）
溶胶-凝胶过程和凝胶力学性能的有效调节为通过“软变硬”调制机制进行构型编辑、构型锁定和制造复杂构型的高强气凝胶奠定了基础。更具体地说，构型编辑基于有机凝胶的柔韧性，易于变形和恢复。构型锁定依赖于从有机凝胶到水凝胶的力学增强。
通过特定的构型设计，气凝胶的隔热性能可进一步提高，同时将气凝胶的应用从传统领域扩展到可调节热管理器件、刺激响应形状记忆器件等新领域。该研究为构型可编辑气凝胶的设计提供了重要见解，有望推动具有特殊构型高强度多孔材料的发展。（图5）
图5. 构型可编辑气凝胶的应用
中国科学院苏州纳米所李立山博士，通讯作者为张学同研究员，合作者包括青岛科技大学的马风国博士。
采编自苏州纳米所
新能源电池安全管理解决方案呼之欲出，特别是，具有隔热、阻燃等功能特点的新材料受到市场青睐，气凝胶隔热片是其中最重要的新材料之一。气凝胶隔热片主要用于电池包中、电池单体之间的隔热、阻燃，也可用于车身的隔热、阻燃。气凝胶企业产业链从成胶，封装，到电池包、管道等下游应用，从材料的前驱体到各种纤维如陶瓷纤维，玻璃纤维，泡棉等，以及封装材料如PET、PI膜，热熔胶、硅胶框等，同时也包括在生产过程中的设备，如超临界设备，热压机，模切设备。欢迎相关产业链人士加入。
