近日，江南大学化学与材料工程学院刘天西教授团队在二氧化硅基气凝胶复合材料的设计与光-热协同管理方面取得重要突破。团队研发的纤维素-二氧化硅气凝胶复合材料兼具力学弹性和高温隔热阻燃性，可有效降低热传导和太阳光吸收，为高效建筑热管理提供了新的解决方案。相关研究成果已发表于国际顶级期刊《Advanced Functional Materials》（DOI：10.1002/adfm.202425527）。
核壳纳米纤维基元气凝胶复合材料的设计制备及其光-热协同管理性能
研究背景与突破
在全球气候变化和极端高温环境下，降低建筑和设备的降温能耗对实现“双碳”目标至关重要。无机气凝胶因其轻质、隔热、阻燃等特性成为理想的建筑材料，但其脆性和复杂的制备工艺限制了应用。相比之下，聚合物气凝胶易加工但易燃，难以在高温环境中使用。
针对这一挑战，刘天西教授团队提出冷冻聚合策略，成功制备出核壳纳米纤维结构的纤维素-二氧化硅气凝胶复合材料。在冷冻聚合过程中，二氧化硅纳米团簇在纤维素纳米纤维表面形成核-壳结构，赋予材料超弹性与高温稳定性。即使在800℃高温下长时间煅烧或火焰暴露，仍能保持结构完整。
性能验证与应用前景
在户外测试中，该气凝胶复合材料在阳光直射下展现了11.4℃的亚环境降温效果，有效减少了热传导和太阳光吸收，为高效建筑热管理提供了新思路。该研究突破了气凝胶材料在力学和热学性能上的瓶颈，未来有望广泛应用于节能建筑、设备隔热与极端环境防护等领域。
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