木材的定向孔结构使其具有多种优异的性能，其中较低的导热系数吸引了研究者们开发类木材气凝胶作为优良的隔热材料。然而，日益增长的环保要求对气凝胶的可持续性提出了新的严格要求。
近日，中国科学技术大学俞书宏院士和管庆方副教授团队报道了一种由纯天然成分组成的纯天然仿木材气凝胶，并开发了一种激活表面惰性木材颗粒来构筑气凝胶的方法。所得的仿木材气凝胶具有与天然木材相似的通道结构，使其具有优于大多数现有商业海绵的隔热性能。此外，还兼具优异的阻燃性和完全可生物降解性。具有上述优异性能的这种可持续的仿木材气凝胶将是现有商业隔热材料的理想替代品。相关工作以“An all-natural wood-inspired aerogel”为题发表在《Angewandte Chemie International Edition》上。
【仿木材气凝胶的制备】
天然木材沿生长方向具有定向通道结构，这受到了科学家们的广泛关注。将海藻酸钠和纳米粘土添加到表面纳米晶化木材颗粒（SNWPs）中，形成均匀的水悬浮液，接着将其倒入置于液氮浴中的模具中。然后进行冻干，可得到类木结构的纯天然气凝胶。经过表面纳米化后，SNWPs表面出现了更多的羧基，zeta电位从-20.7 mV变为-41.7 mV。在相同的剪切速率下，SNWPs的黏度明显高于未经处理的天然木材颗粒，这也说明了表面纳米化方法的有效性。SEM和TEM下可以观察到SNWPs表面展开的纳米尺度纤维素纤维。由于SNWPs在水中亲水表面形成了一个强氢键网络，SNWPs在水中的分散性比木屑更稳定。