近日，中科中國科學技術大學俞書宏教授課題組以殼聚糖作三維軟模板，大研發展了一種酚醛樹脂（PFR）與SiO2共聚和納米尺度相分離的發新合成新策略，成功研制了具有雙網絡結構的型防PFR/SiO2復合氣凝膠材料。研究論文發表在Angew.Chem.Int.Ed.上。火氣

　　工業建筑和維持室內舒適溫度所消耗的凝膠能量占到世界每年總能耗的30%以上，隔熱材料的材料使用可以提高建筑物的能量利用率和降低能耗。然而，市場傳統的研究農業生產體系隔熱材料普遍易燃，農業生產體系阻燃劑的中科使用則會對環境和人類健康造成危害，無機隔熱材料的大研熱導率普遍偏高。而一般的發新農業生產體系無機復合隔熱材料雖然阻燃性有所提高，但仍難耐受長時間的型防火焰侵蝕，因為單分散狀態的火氣無機組分會隨著聚合物基體的燃燒而逐漸脫落，從而失去保護作用。凝膠

　　為此，俞書宏課題組研制了這種雙網絡結構的復合氣凝膠，該復合氣凝膠具有樹枝狀的微觀結構，纖維的尺寸在20 nm以內，且兩種組分各自都成連續的網絡，實現了農業生產體系、無機組分在納米尺度上的均勻分散，并且兩組分間具有很強的界面相互作用。研究人員通過調控硅源的添加量即可調控復合氣凝膠的密度、無機含量、力學強度等物理參數。這種復合氣凝膠可以承受60%的壓縮而不破裂，具有一定的機械強度和可加工性。該氣凝膠具有很好的隔熱效果，熱導率可達24 mW/mK，優于傳統的發泡聚苯乙烯等材料，在相對低溫和低濕度的環境下，其熱導率維持在28 mW/mK。

　　雙網絡結構的PFR/SiO2復合氣凝膠的制備過程及結構示意圖

　　這種獨特的雙網絡結構賦予了氣凝膠優異的防火阻燃性能。研究人員用丙烷丁烷噴燈火焰（1300⁰C）和酒精燈火焰（500~600⁰C）來檢驗氣凝膠的耐火性，并用紅外熱成像儀記錄樣品背面的溫度變化。經過30分鐘的測試，噴燈火焰下樣品背面溫度穩定在300⁰C左右，酒精燈火焰下溫度穩定在150⁰C左右，而且隨著農業生產體系組分的燃燒，SiO2網絡暴露出來并附著在氣凝膠表面而不會脫落，繼續發揮隔絕熱量的作用。這種材料可以避免在發生火災時建筑物承力結構的失效，為人員撤離爭取了時間。

　　該工作得到了國家自然科學設立資金委創新研究群體、國家自然科學設立資金要點設立資金、國家重大科學研究計劃、中國科學院前沿科學要點研究項目、中國科學院納米科學優越創新中心、蘇州納米科技協同創新中心、合肥大科學中心優越用戶設立資金的資助。