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(a)未經(jīng)處理的KF; (b) KF氣凝膠;(c) KF- PVA5和(d) KF-PVA5 - BGP10氣凝膠的SEM圖像;(e) KF、KF- PVA5和KF-PVA5 - BGP10氣凝膠的FTIR光譜;(f) BGP和KF-PVA5-BGP10氣凝膠的核磁共振譜;(g) KF和KF-PVA - BGP氣凝膠孔隙度;(h) BGP和KF-PVA5-BGP10氣凝膠的高分辨的N1sXPS光譜;

(c) GA 和 SiC/CF-GA 1:1 氣凝膠厚度為 2.7 毫米時的阻抗匹配度。(d) SiC/CF-GA 1:1 氣凝膠石墨烯薄片的元素映射圖像、TEM 圖像和 HRTEM。(e) SiC/CF-GA 氣凝膠的電磁波衰減機(jī)制示意圖。(f) SiC/CF-GA 1:1 氣凝膠與已報道的碳基氣凝膠的 EAB 和填充量比較。 圖4.

傳統(tǒng)的透明二氧化硅氣凝膠可以實(shí)現(xiàn)白天比環(huán)境溫度高25℃的強(qiáng)勁太陽能加熱和夜間7℃的低于環(huán)境的冷卻。該研究指導(dǎo)了對二氧化硅氣凝膠熱管理行為的全面理解，并通過調(diào)整二氧化硅氣凝膠的光學(xué)和導(dǎo)熱性能，導(dǎo)致二氧化硅氣凝膠的ODTM應(yīng)用。

1931年，Samuel Stephens Kistler發(fā)現(xiàn)了第一個氣凝膠，即SA。Kistler的方法也適用于其它氣凝膠的制備，如氧化鋁、氧化鎢、氧化鐵、氧化錫、酒石酸鎳、纖維素、硝酸纖維素、明膠、瓊脂、橡膠氣凝膠等。然而，這一過程繁瑣且耗時，直到1968年S. J. Teichner及其同事重新發(fā)現(xiàn)氣凝膠后，人們才對氣凝膠領(lǐng)域產(chǎn)生了興趣。

(a)復(fù)合材料光熱轉(zhuǎn)化過程示意圖,(b) cnc氣凝膠、A - CNC氣凝膠、A - CNC/STA-5EGaIn氣凝膠和A - CNC /STA-5EGaIn/MoS2氣凝膠的紫外-可見-近紅外反射光譜,(c) 1 kW m?2下A - CNC /STA-5EGaIn氣凝膠和A - CNC /STA-5EGaIn/MoS2氣凝膠的表面溫度變化曲線,(d) A - CNC /STA-5EGaIn氣凝膠在

總結(jié)：該文研究揭示了二氧化硅氣凝膠在不同環(huán)境下被動保溫、被動加熱或被動冷卻的按需熱管理（ODTM）。二氧化硅氣凝膠的ODTM行為可以簡單地通過其光學(xué)性質(zhì)的變化來實(shí)現(xiàn)，例如太陽光透明度和紅外發(fā)射率，這些變化可以通過構(gòu)建塊的微觀結(jié)構(gòu)和表面成分設(shè)計來控制。該研究指導(dǎo)了對二氧化硅氣凝膠熱管理行為的全面理解，并通過調(diào)整二氧化硅氣凝膠的光學(xué)和導(dǎo)熱性能，導(dǎo)致二氧化硅氣凝膠的ODTM應(yīng)用。

三維(3D)多孔氣凝膠由于其低密度和高孔隙率而被設(shè)想為潛在的絕緣材料。其中常用的是陶瓷基氣凝膠和聚合物基氣凝膠。另一方面，聚合物氣凝膠比硅基氣凝膠具有更高的延展性，但其導(dǎo)熱系數(shù)通常高于空氣。目前隔熱材料通常用于降低建筑物的能源消耗。大多數(shù)商用產(chǎn)品在白天的熱導(dǎo)率低，絕緣性能差，太陽光反射率和熱發(fā)射率小。

圖14.熱導(dǎo)率與氣凝膠樣材料的抗壓強(qiáng)度關(guān)系示意圖。

03 圖文導(dǎo)讀 圖1 納米復(fù)合氣凝膠設(shè)計原則 圖2 納米復(fù)合氣凝膠仿貝殼結(jié)構(gòu) 圖3 納米復(fù)合氣凝膠抗壓性能 圖4 納米復(fù)合氣凝膠的恒溫力學(xué)性能 圖5 納米復(fù)合氣凝膠高絕熱性能

(a)PP、PG、PGL5、PGL10、PGL15氣凝膠的壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線；(b)PVA基材料的壓縮模量與之前報道結(jié)果的比較；(c)PGL15氣凝膠垂直壓力測試的數(shù)字圖像。 圖4. (a)氣凝膠的熱導(dǎo)率；(b)PP和PGL15氣凝膠在150℃板狀加熱器下加熱的紅外圖像。

氣凝膠作為眾所周知的多孔固體納米材料，具有極低密度、超低導(dǎo)熱系數(shù)、高比表面積、強(qiáng)吸附能力等特點(diǎn)，已發(fā)展成為一種理想的材料家族，應(yīng)用于隔熱、儲能、催化、傳感器、環(huán)境修復(fù)等各種新興領(lǐng)域。氣凝膠粉、氣凝膠氈、氣凝膠纖維、氣凝膠膜、氣凝膠單體等結(jié)構(gòu)簡單的氣凝膠已經(jīng)得到了大量的研究，但迫切需要具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的氣凝膠來突破性能極限，拓展應(yīng)用領(lǐng)域。

所得水泥氣凝膠的質(zhì)量密度僅為0.015 g cm?3。合成的水泥氣凝膠在剛度(315.65 MPa)和韌性(14.68 MJ m?3)方面表現(xiàn)出超高的力學(xué)性能。水泥氣凝膠內(nèi)部具有多尺度孔隙的高孔隙結(jié)構(gòu)極大地抑制了傳熱，從而實(shí)現(xiàn)了超低導(dǎo)熱系數(shù)(0.025 W/(mK))。此外，無機(jī)C-A-S-H納米顆粒在水泥氣凝膠中形成防火屏障，具有良好的阻燃性（極限氧指數(shù)高達(dá)46.26%，UL94-V0）。

目前，已經(jīng)開發(fā)了幾種具有不同功能的氣凝膠纖維，與其他有機(jī)或無機(jī)氣凝膠纖維相比，PI氣凝膠纖維具有良好的耐溫性和優(yōu)異的力學(xué)性能，在大范圍溫度下的熱管理紡織品中顯示出相當(dāng)大的潛力。然而，目前所有策略都需要在紡絲后進(jìn)行后處理，如超臨界干燥或冷凍干燥，以保持氣凝膠纖維的高度多孔結(jié)構(gòu)，這是費(fèi)時且成本高的。通過常壓干燥快速制備PI氣凝膠纖維仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。

(a) rGO/LDC氣凝膠制備工藝示意圖，碳化前(b)和碳化后(f)不同形狀的氧化石墨烯/木質(zhì)素多孔復(fù)合泡沫(rGO/LDC氣凝膠)的數(shù)碼照片，(c, d, e) GO/木質(zhì)素復(fù)合泡沫和(g, h, i) rGO/LDC氣凝膠的橫向SEM圖像，(j)提出了rGO/LDC氣凝膠具有橫向入射波的電磁干擾屏蔽機(jī)理，(k) SSE/t作為典型屏蔽材料密度的函數(shù)。

氣凝膠是一種多孔材料，由具有空氣-氣相的微孔固體組成。獨(dú)特的互連網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有密度低、比表面積大等顯著特點(diǎn)，在電磁波衰減和隔熱方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。李及其同事制備了一種具有相當(dāng)大的電磁波衰減和隔熱性能的有機(jī)-無機(jī)氣凝膠型材料。梁等人通過將MXene和石墨烯相結(jié)合，制備了一種混合氣凝膠，達(dá)到了令人印象深刻的效果。

石墨烯氣凝膠質(zhì)量輕、比表面積大，所以對污染物的吸附量高，在環(huán)境治理方面有著很大的潛力，它能很好地吸附水里面的油污和有機(jī)染料，且在吸收后還能做到原油回收，氣凝膠本身也能重新再使用。

因此，開發(fā)具有高孔隙體積和低導(dǎo)熱系數(shù)的氣凝膠纖維是理想的用于個人隔熱和調(diào)節(jié)的熱調(diào)節(jié)材料。氣凝膠是一種具有多孔結(jié)構(gòu)和大表面積的材料。近年來，氣凝膠纖維作為理想的高多孔性絕緣纖維的出現(xiàn)引發(fā)了大量的研究，產(chǎn)生了各種氣凝膠纖維的設(shè)計和生產(chǎn)。由氣凝膠纖維編織的織物具有優(yōu)異的性能，如優(yōu)異的透氣性和隔熱性。

，表明本研究所制備氣凝膠具有廣闊的應(yīng)用前景。

（a） PG氣凝膠及其石蠟相變復(fù)合材料的制造示意圖。（b,c）PG4的側(cè)視圖和（d，e）俯視圖SEM圖像。（f） PG4的數(shù)碼照片。 圖 2. (a) 在 OPAN/GO 懸浮液中以不同的初始 GO 比率制備的 PG 氣凝膠的表觀密度。插圖顯示了不同 PG 氣凝膠的尺寸。(b) PG 氣凝膠的 XRD 圖。(c) PG 氣凝膠的 (002) 衍射角和 FWHM 圖。