Reversible-gel-assisted, ambient-pressure-dried, multifunctional, flame-retardant biomass aerogels with smart high-strength-elasticity transformation

阻燃剂 材料科学 环境压力 复合材料 弹性(物理) 生物量(生态学) 农学 热力学 物理 生物
作者
Ting Wang,Ying-Jiao Zhan,Ming-Jun Chen,Lei He,Wenli An,Shimei Xu,Wei Wang,Jianjun Shi,Haibo Zhao,Yuzhong Wang
出处
期刊:National Science Review [Oxford University Press]
卷期号:11 (11) 被引量:5
标识
DOI:10.1093/nsr/nwae360
摘要

ABSTRACT Bio-based aerogels, which are poised as compelling thermal insulators, demand intricate synthesis procedures and have limited durability under harsh conditions. The integration of smart stimuli–response transitions in biomass aerogels holds promise as a solution, yet remains a challenge. Here, we introduce a pioneering strategy that employs reversible-gel-assisted ambient-pressure drying without organic solvents to craft multifunctional bio-based aerogels. By exploiting the thermally reversible gelling propensity of select biomasses, we anchor emulsified bubbles within cross-linked hydrogels, circumventing surface tension issues during mild drying. The resultant aerogels feature a robust porous matrix that is imbued with stable bubbles, yielding low thermal conductivity, high flame retardancy and robust resistance to diverse rigors. This innovative approach facilitates a paradigm shift in intelligent fire protection in which aerogels transition from robust to flexible in response to water stimuli, effectively shielding against thermal hazards and external forces. This work opens up a facile, eco-friendly and mild way to fabricate advanced biomass aerogels with stimuli-responsive transformation.
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