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《ACS Nano》:纳米Kevlar液晶气凝胶纤维的自清洁性能
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https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c06591 气凝胶纤维具有超低密度、超高孔隙率、大比表面积等特点,同时具有气凝胶的多孔网络和纤维的细长几何形状,在保温方面比天然纤维和合成纤维具有关键优势,被认为是人类下一代高性能保温纤维。然而,如何在溶胶-凝胶的动态转变过程中控制生成的气凝胶纤维的砌块取向程度,以扩展其功能,用于新兴应用仍是一个巨大的挑战。 中科院苏州纳米所张学同研究员课题组以Kevlar纳米纤维为原料,通过液晶纺丝、动态溶胶-凝胶转变、冷冻干燥、冷等离子体疏水等步骤,制备了不同砌块取向度的纳米Kevlar液晶(NKLC)气凝胶纤维。制备的NKLC气凝胶纤维具有极高的机械强度(41.0 MPa)、优异的保温性能(0.037W·m-1·K-1)和自清洁性能(与水接触角为154°)。超疏水NKLC气凝胶纤维可以在气凝胶和凝胶状态之间循环转换,而不同砌块取向的凝胶纤维在偏振光下显示出不同的亮度。基于这些性能,用高低取向的NKLC气凝胶纤维机织或刺绣的数字纺织品可以在一平方米内实现高达6.0 Gb的信息加密和按需解密。因此,调整砌块的取向度是赋予液晶气凝胶纤维性能的一种适当策略,其潜在应用范围将超出保温材料。相关工作以“Nanoscale Kevlar Liquid Crystal Aerogel Fibers”为题发表在《ACS Nano》上。
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