仿生有序多孔材料的制備及其應(yīng)用.pdf

1、冰凍法作為一種過程簡單、可規(guī)?；h(huán)境友好的制備多孔材料的方法，得到了越來越廣泛的關(guān)注。
　　北極熊是一種生活在極寒環(huán)境中的動物。它的毛發(fā)具有優(yōu)異的保暖隔熱性能，這得益于其特殊的中空多孔結(jié)構(gòu)。在人造纖維中模仿這種中空多孔結(jié)構(gòu)，并將其進(jìn)一步編織成多功能可穿戴織物，將有望用于人體能量管理，防止熱量損失和提高室內(nèi)能源利用效率。本論文中，我們采用“冰凍-紡絲”的方法來連續(xù)和大規(guī)模制備模仿北極熊毛發(fā)中空結(jié)構(gòu)的取向性仿生多孔纖維。由這種仿生多

2、孔纖維編織而得的織物顯示出優(yōu)異的隔熱性能以及良好的透氣性。除了被動隔熱之外，當(dāng)在紡絲液中摻雜電加熱材料如碳納米管時，織物還可以用作可穿戴加熱織物。在保持其柔軟多孔性質(zhì)的同時，可以快速、均勻的電加熱。
　　高效吸收液體在許多領(lǐng)域，如原油泄漏、手術(shù)中快速止血、宇航員尿液處理等，都有重要的應(yīng)用需求。國內(nèi)外研究者已經(jīng)設(shè)計出碳材料氣凝膠、改性聚合物泡沫、有機(jī)硅氣凝膠等液體吸收材料。然而，如何實現(xiàn)高粘度液體的快速吸收仍然是一個重大挑戰(zhàn)。在本論

3、文中，我們通過定向冷凍法制備了一種具有取向性直通孔結(jié)構(gòu)的多孔聚氨酯泡沫。由于直通孔道內(nèi)毛細(xì)作用力的驅(qū)動，使得直通孔泡沫的液體吸收速率大于無規(guī)多孔泡沫的液體吸收速率。同時，由于泡沫材料本身的形狀記憶功能，當(dāng)被加熱時，它的體積會自動收縮，使得被泡沫吸收的液體能夠自動被擠出來。這種無需外力自動擠出液體的功能，有利于實現(xiàn)液體的可控、高效回收。這種同時具有超快液體吸收和自動擠出功能的智能多孔泡沫材料，在需要高效吸收和重復(fù)利用液體的場合有潛在的應(yīng)用