超轻和坚固的共价有机框架纤维气凝
Chengming Xiao1, Yiyuan Yao1, Xin Guo1
1Key Laboratory of New Membrane Materials, Ministry of Industry and Information Technology, School of Environmental and Biological Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing, 210094, P. R. China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|February 19, 2024
概括
研究人员开发了超轻和坚固的共价有机框架 (COF) 纤维气凝 (FAG),使用一种新的表轴生长协同组装策略. 这些COF FAG表现出卓越的机械性能和高的有机溶剂吸收能力,为先进的材料应用铺平了道路.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 将共价有机框架 (COF) 塑造成具有强大的机械性能和层次孔隙性的宏观物体对于实际应用至关重要.
- 创建宏观COF的现有方法在可扩展性和实现所需的结构完整性方面面临重大挑战.
研究的目的:
- 开发一种通用且可扩展的协议,用于制备超轻且强大的纯COF纤维气凝 (FAG).
- 为了研究制造的COF FAG的结构,机械和吸收特性.
主要方法:
- 使用了表轴生长协同组合 (EGSA) 策略.
- 在电聚烯二 (PAN) 微纤维上COF纳米纤维的现场生长,含有尿素基链接剂.
- 通过溶剂提取去除PAN以产生空洞的COF微纤维.
主要成果:
- 成功制造了具有密度在14.1-15.5毫克厘米-3.5毫克之间的超轻COFFAG.
- 实现了层次性的多孔性 (微,中,和巨孔) 和优良的机械性能,包括在50%的应变时完全恢复.
- 已证明有机溶剂的高吸收能力,的吸收超过90gg-1.1.
结论:
- EGSA战略提供了一个可扩展的途径,以获得具有理想性质的宏观COF.
- 由此产生的COF FAG具有卓越的机械强度和吸收能力.
- 这项工作为设计和制造先进的宏观COF材料开辟了新的途径.
