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三维静电纺纤维材料的宏观制备展望

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:目前,SiO2气凝胶材料存在生产成本高且脆性大的问题,解决方法多是与纤维材料复合制成毡状,但纳米颗粒易脱落导致的纳米毒性问题未得到解决。在后续纳米纤维气凝胶宏量制备方面需逐步由液氮冷冻成型向低温快速冷冻过渡,由常温冷冻干燥向辅助加热快速冷冻干燥过渡、由冷冻干燥向常压干燥过渡,最终实现纳米纤维气凝胶材料的规模化制备及在组织工程支架、生物医用、航空航天等领域的实际应用。

三维静电纺纤维材料的宏观制备展望

气凝胶材料具有纳米多孔网络结构,在隔热、保暖、航空航天领域具有广阔的应用前景。从1931年Kistler.S开始,科研人员已经开发出多种气凝胶材料,包括陶瓷气凝胶、陶瓷/金属复合气凝胶、有机/无机复合气凝胶、碳气凝胶、碳化物气凝胶、纯金属气凝胶等[15-20]。然而,目前,实现工业化生产的主要为SiO2纳米颗粒气凝胶,生产出的产品主要用于航空航天及部分工业领域的高温隔热,国内外著名的SiO2颗粒气凝胶公司包括中国的纳诺高科、圣诺节能,美国的Cabot、American Aerogel,德国的Aspen等。目前,SiO2气凝胶材料存在生产成本高且脆性大的问题,解决方法多是与纤维材料复合制成毡状,但纳米颗粒易脱落导致的纳米毒性问题未得到解决。作者在SiO2颗粒气凝胶启发下,通过纤维三维网络重构方法成功制备出了超轻超弹纳米纤维气凝胶材料,并实现了其在隔热、压力传感等领域的初步应用,但由于该方法工艺复杂、生产周期长、能耗高、成本高,目前还未能实现工业化生产。在后续纳米纤维气凝胶宏量制备方面需逐步由液氮冷冻成型向低温快速冷冻过渡,由常温冷冻干燥向辅助加热快速冷冻干燥过渡、由冷冻干燥向常压干燥过渡,最终实现纳米纤维气凝胶材料的规模化制备及在组织工程支架、生物医用、航空航天等领域的实际应用。(www.xing528.com)

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