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此外，還可以通過 BSFC 策略在石墨烯氣凝膠中加入不同的顆粒，從而實現可定制的設計。此外，改性氣凝膠還具有多功能性，包括吸音、隔熱、防火和防水，進一步豐富了其實用性。因此，BSFC 策略為制造改性石墨烯氣凝膠的先進功能應用提供了定制解決方案。

隨后，通過逐層打印和冷凍干燥制備層狀氧化石墨烯氣凝膠。層狀結構的長程排列有效地提高了導電率，從而增強了電磁干擾屏蔽性能。然而，由于含氧官能團的存在和共軛體系的破壞，氧化石墨烯的電導率明顯低于石墨烯。此外，熱力學和化學還原方法都會破壞多孔結構，從而限制了獨立氧化石墨烯和還原氧化石墨烯氣凝膠的性能。為了解決這些問題，引入了高導電性材料，與氧化石墨烯或還原氧化石墨烯結合形成復合氣凝膠。

具有低熱阻的碳基材料有利于冷卻電子設備，而具有高熱阻的氣凝膠則起到隔熱作用。然而，使用相同的材料實現熱傳導和隔熱是一項重大挑戰。近期，廈門大學張學驁教授、蔡偉偉教授、張宇鋒副教授研究采用溶劑熱法合成了石墨烯氣凝膠，高溫退火降低了石墨烯氣凝膠的熱阻。具有可調熱阻的彈性石墨烯氣凝膠使其具有隔熱和導熱的雙重功能成為可能。80%壓縮應變的石墨烯氣凝膠的熱阻比原始狀態低3.3倍。

石墨烯氣凝膠質量輕、比表面積大，所以對污染物的吸附量高，在環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。

然而，由于石墨烯片層在反復壓縮下容易發生滑動，石墨烯氣凝膠的結構穩定性較差；并且現有的壓縮應變傳感器在應力作用下的傳熱性能變化尚不清楚，難以用于檢測真實溫度，使觸覺傳感技術的進一步發展面臨諸多挑戰。

近日，北京化工大學李曉鋒教授、于中振教授團隊通過在 2800 °C 下進行單向冷凍、凍干、碳化和石墨化，首次設計出了由預氧化聚丙烯腈（OPAN）/氧化石墨烯（GO）成分制成的高質量各向異性石墨烯氣凝膠。GO成分能有效地誘導OPAN成分的取向和石墨化，并在石墨化過程中將其轉化為石墨碳。

近日，福州大學鄭玉嬰教授、施永乾等研究人員通過冷凍干燥法和靜電吸附阻燃劑法制備了具有防火安全性和耐壓性能的PVA/可膨脹氧化石墨烯（EGO）/層狀雙氫氧化物（LDHs）（PGL）氣凝膠。氣凝膠中的冰晶升華后形成大量樹狀孔道結構。同時，EGO和LDHs的復配使PGL氣凝膠具有6.0917 MPa的高抗壓強度（80%應變時）、19.16 m2/s2的高比模量和0.059 g/cm3的超低密度。

近日，工業和信息化部、國務院國資委發布“關于印發前沿材料產業化重點發展指導目錄（第一批）的通知”，本批指導目錄收錄了15種前沿材料，其中高性能氣凝膠隔熱材料、石墨烯、液態金屬列入其中。 前沿材料代表新材料產業發展的方向與趨勢，具有先導性、引領性和顛覆性，是構建新的增長引擎的重要切入點。

總結：該文提出了一種混合-紡絲輔助冷凍鑄造（BSFC）策略，將顆粒改性碳纖維加入石墨烯氣凝膠中，以實現機械強化和功能增強。這種方法為創造可定制的多材料、多尺度結構石墨烯氣凝膠提供了極大的自由度。例如，我們制造了碳化硅顆粒改性碳纖維增強石墨烯（SiC/CF-GA）氣凝膠。所制備的氣凝膠具有超輕、高彈性、抗疲勞壓縮（50%應變下1000次循環）等優異性能。

該團隊提出了一種新設計策略來構建用于環氧樹脂改性的全碳氣凝膠復合材料。通過化學氣相沉積技術，創造性地改變骨架的孔隙空間，實現了還原氧化石墨烯-碳納米管-垂直富邊石墨烯(rGO-CNT-VG)的共價鍵復合的三維結構。

圖9.合成路線及聚乙烯醇聚甲基硅氧烷(PVPMS)氣凝膠。 2.2 微觀結構組建 各種增強相(如纖維、顆粒、泡沫、納米管，石墨烯等)和交聯劑(如反應性單體或聚合物)可以加入到SA的結構中，以提高其整體性能。

氣凝膠是一種多孔材料，由具有空氣-氣相的微孔固體組成。獨特的互連網絡結構具有密度低、比表面積大等顯著特點，在電磁波衰減和隔熱方面發揮著關鍵作用。李及其同事制備了一種具有相當大的電磁波衰減和隔熱性能的有機-無機氣凝膠型材料。梁等人通過將MXene和石墨烯相結合，制備了一種混合氣凝膠，達到了令人印象深刻的效果。

此后，有機氣凝膠、金屬氣凝膠、石墨烯氣凝膠分別于1989年、2009年、2010年相繼發明;同時，CO2超臨界干燥、常壓干燥、冷凍干燥、3D打印等制備技術分別在20世紀80年代、90年代、2010年和2015年發展起來。隨著技術的創新和材料的發展，SA已被用于或考慮用于隔熱、激光實驗、傳感器、廢物管理、光學和光導、電子器件、電容器、成像器件、催化劑、農藥和宇宙塵埃收集。

近期，大連理工大學王海針對用于熱管理的可再生的氣凝膠多功能材料取得最新進展。該文將羧化纖維素納米纖維(CCNF)與碳納米管(CNT)、氧化石墨烯(GO)或碳纖維(CF)通過定向冷凍法制備了一系列纖維素和納米碳復合氣凝膠。雙向冷凍的CCNF/納米碳氣凝膠由于水平和垂直溫度梯度誘導的橋結構而表現出更高的抗壓強度。

SiO 2/Si和CaCO 3/activated carbon混合粉末作為原料放置在石墨坩堝中，在1500℃氬氣氣氛下反應5 h，在石墨蓋子上生成一層SiC纖維氣凝膠，在700℃空氣氣氛下剝離該氣凝膠，即得：SiC NFAS。 圖2. SiC NFAS的宏觀和微觀特征、晶體結構和化學成分。

(a)未經處理的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;

傳統的透明二氧化硅氣凝膠可以實現白天比環境溫度高25℃的強勁太陽能加熱和夜間7℃的低于環境的冷卻。該研究指導了對二氧化硅氣凝膠熱管理行為的全面理解，并通過調整二氧化硅氣凝膠的光學和導熱性能，導致二氧化硅氣凝膠的ODTM應用。

(a)復合材料光熱轉化過程示意圖,(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

三維(3D)多孔氣凝膠由于其低密度和高孔隙率而被設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，但其導熱系數通常高于空氣。目前隔熱材料通常用于降低建筑物的能源消耗。大多數商用產品在白天的熱導率低，絕緣性能差，太陽光反射率和熱發射率小。

03 圖文導讀 圖1 納米復合氣凝膠設計原則 圖2 納米復合氣凝膠仿貝殼結構 圖3 納米復合氣凝膠抗壓性能 圖4 納米復合氣凝膠的恒溫力學性能 圖5 納米復合氣凝膠高絕熱性能