氣凝膠具有許多優(yōu)異的特性，吸引了工業(yè)界及學(xué)術(shù)界的廣泛興趣，但是由于其制備成本昂貴及機(jī)械性能脆弱的缺點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用受到較大限制。目前大部分研究都是通過犧牲透明度或絕緣性來加強(qiáng)氣凝膠的?；诖耍?，日本京都大學(xué)的研究人員報(bào)道了一種超柔軟的聚乙烯基二甲基硅氧烷氣凝膠。通過單一聚合前軀體（如乙烯基甲基二甲氧基硅烷或乙烯基甲基二乙氧基硅烷）的交聯(lián)聚合制得，沒有使用額外的有機(jī)交聯(lián)劑。該方法基于連續(xù)自由基引發(fā)聚合反應(yīng)及水解共縮合，利用超低成本、高度可控的環(huán)境壓力干燥法，使用乙醇在為干燥介質(zhì)直接制得。由此制得的氣凝膠具有彈性與柔性的高度多孔雙重交聯(lián)的聚甲基硅氧網(wǎng)絡(luò)烷納米結(jié)構(gòu)，氣孔均勻、尺寸大、表面積高，具有高透明度、高疏水性及優(yōu)異的機(jī)械加工性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了超彈性和超絕緣性，制備成本低廉，可大規(guī)模生產(chǎn)。這項(xiàng)研究是多孔材料的重大進(jìn)展，使透明柔性氣凝膠在超級(jí)絕緣體材料的實(shí)際應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)。該成果發(fā)表在最新一期《ACS Nano》上。

1、制備流程

圖1、PVPMS氣凝膠與干凝膠的制備流程

2、表面形貌與浸潤(rùn)性

圖2、PVPMS氣凝膠的多孔結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能

圖3、PVPMS干凝膠的多孔結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能

3、吸附與抗泄漏能力

文中報(bào)道的氣凝膠和干凝膠具有低密度組合（0.16-0.22 g cm-3），孔隙大小均勻（大部分<60 nm），高比表面積（900-1000 m2 g-1），高疏水性（水接觸角> 130°），透明度高（> 80％的透光率），優(yōu)良的機(jī)械加工性，超柔韌性（承受80％的壓縮應(yīng)變500次循環(huán)），超彈性（耐彎曲100次）周期）和超絕緣性（λ= 15.0-15.4mW m-1）K-1）。這種高度可控的的雙交聯(lián)方法極大豐富了多孔材料的制備方法，并推動(dòng)了透明的高韌性氣凝膠在超級(jí)絕緣子領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。