Superelastic Polyacrylonitrile Aerogels via Ultraviolet‐Induced Radical Crosslinking Toward Ultralight and Thermally Insulating Wearables

材料科学 气凝胶 复合材料 保温 热导率 聚丙烯腈 丙烯酸酯 多孔性 抗压强度 静电纺丝 紫外线 共价键 热的 温度循环 工作(物理) 共聚物 结构着色 辐照 纳米纤维 化学工程 压力(语言学) 储能
作者
Changhui Ma,Qiankun Sha,Xiangyuan Yan,Guangpeng Luo,Chang Ma,Weiwei Li,Xingxiang Zhang,Xiaoye Geng,Na Han
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:36 (47) 被引量:1
标识
DOI:10.1002/adfm.75458
摘要

ABSTRACT Phase‐change aerogels promise combined thermal insulation and latent heat storage but remain limited by leakage, weak mechanics, and poor cycling durability. Here, comb‐like polyacrylonitrile‐based (PAN) copolymers are engineered by integrating hexadecyl acrylate (HDA) crystallizable side chains for high latent heat and allyloxy poly(ethylene glycol) (APEG) for enhanced flexibility. Electrospinning followed by ultraviolet (UV) irradiation induces nitrile‐group radical reactions, generating covalently bonded cyclic and ladder‐like domains. This UV‐driven crosslinking builds a robust 3D network that stabilizes side‐chain crystallization, prevents leakage, and sustains structural integrity during repeated transitions. The aerogels exhibit ultralow density (12.29 mg/cm 3 ), high porosity (99.02%), and low thermal conductivity (0.025 W m −1 K −1 ), along with a 5.6‐fold increase in compressive strength and ∼88% stress retention after 300 cycles. Latent heat remains 98.4% after 100 cycles. In practical tests, the aerogel maintains only a 2.2°C surface increase on a 60°C plate for 1200 s and cools by just 1.0°C after removal, confirming excellent insulation and heat‐storage capability. This work offers an effective strategy for solid–solid phase‐change aerogels toward advanced thermal regulation and sustainable energy use.
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