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溶剂调控让二氧化硅气凝胶水接触角大变身:从0°到150.6°的突破

 材料魔法师

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二氧化硅气凝胶在多领域应用价值重大,其独特性能使其在航空航天、制造、建筑等行业广泛应用。但近一个世纪以来,合成中溶剂对其性能的影响常被忽视。苏州纳米所张学同团队开展系统研究,揭示了溶剂调控在二氧化硅气凝胶合成中的关键作用。

在溶胶 - 凝胶转变或溶剂交换时,溶剂在水和乙醇间转换,能通过可逆酯化反应,让二氧化硅界面基团在超亲水的Si - OH与超疏水的Si - OEt间转变。团队验证了该现象在不同二氧化硅前驱体中的普遍性,提供了绿色、经济、高效实现按需亲水/疏水性能的方法。

实验成功制备出超疏水和超亲水气凝胶。超疏水气凝胶水接触角达150.6°,水滑动角低至2.9°,在油水分离及油相中吸附甲基蓝染料表现出色;超亲水气凝胶水接触角接近0°,在水相中对甲基蓝染料吸附高效。

未来研究可优化溶剂调控法,探索更多溶剂与前驱体组合,深入研究对气凝胶微观结构的影响,提升性能。该方法绿色、经济、高效,有望在环境修复、能源存储、生物医学等领域大规模应用,成为制备高性能二氧化硅气凝胶的标准工艺 。 

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回复材料魔法师:提升微观结构对性能的影响研究,可以为未来应用提供更多可能性
回复材料魔法师:生物医学领域也有可能受益于这种绿色高效的制备方法,真让人兴奋
回复材料魔法师:苏州纳米所的这项研究,为制备高性能二氧化硅气凝胶提供了新思路

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