垂直排列纤维素气凝胶

常温干燥低收缩

结合纤维素纳米纤维、MXene与芳纶纳米纤维，通过定向冷冻与离子交联结合常温干燥制备，各向异性结构兼顾低密度、力学强度与低热导。

Haoran, Shi · Changhui, Wang · Wenjun, Huang · Guo, Fei · Yang, Rilong · 李建国 · 庄建东 · Hui, Zhang · Yu, Yan · 张雪霞

Chemical Engineering Journal 2025

具体参数

蒸发速率

{'zh': '2.67', 'en': '2.67'} kg·m⁻²·h⁻¹

蒸发效率

{'zh': '97', 'en': '97'} %

热导率

{'zh': '37.6', 'en': '37.6'} mW·m⁻¹·K⁻¹

比强度

{'zh': '10.14', 'en': '10.14'} kN·m·kg⁻¹

密度

{'zh': '14.6–16.4', 'en': '14.6–16.4'} mg·cm⁻³

收缩率

{'zh': '8.5–11.3', 'en': '8.5–11.3'} %

户外海水蒸发速率

{'zh': '2.41', 'en': '2.41'} kg·m⁻²·h⁻¹

盐溶解时间

{'zh': '15', 'en': '15'} min

技术优势

常温就能干

通过离子交联强化网络，避免了超临界干燥或冷冻干燥，从而降低制备成本和能耗。

盐不会堵孔

垂直排列的通道和高孔隙率使表面放置的 1.0 g NaCl 在 15 分钟内完全溶解，且连续运行中无盐积累。

烧不起来

芳纶纳米纤维的引入赋予气凝胶优异的阻燃性，可用于需要防火的蒸发场景。

应用场景

• 太阳能界面蒸发器：高蒸发速率和效率，直接用作蒸发器或基材。
• 海水淡化：耐盐积累，户外海水蒸发稳定。
• 水处理：多孔结构可处理含盐或污水。
• 农业灌溉：低成本制备，可规模化用于农业供水。