Biomimetic structural cellulose nanofiber aerogels with exceptional mechanical, flame-retardant and thermal-insulating properties

气凝胶 材料科学 纳米纤维 复合材料 保温 热导率 纤维素 化学工程 可燃性 阻燃剂 工程类 图层(电子)
作者
Dong Wang,Hongyun Peng,Bin Yu,Keqing Zhou,Haifeng Pan,Liping Zhang,Min Li,Mingming Liu,Anli Tian,Shaohai Fu
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:389: 124449-124449 被引量:226
标识
DOI:10.1016/j.cej.2020.124449
摘要

With the rapid increase of energy consumption, thermal-insulating materials made from abundant renewable resources are in urgent need for energy-efficient buildings, which satisfies the sustainable development of society. Cellulose nanofiber aerogels exhibit a promising prospect in thermal-insulating application, whereas still confront the inherent weakness of high flammability as well as the improvement of mechanical stiffness and thermal insulation. In the present study, inserting the growth of two-dimensional zirconium phosphate within multilayer graphene results in the formation of hierarchical graphene-confined zirconium phosphate (ZrP/RGO) nanosheets through a spatial confinement strategy. Inspired by the porous lamella-bridge architecture of Thalia dealbata stem, a unidirectional freeze-casing technique is utilized to assemble the building blocks of cellulose nanofiber and ZrP/RGO nanosheet into a biomimetic-structural aerogel which has excellent thermal-insulating, mechanical and flame-retardant properties. Compared with state-of-the-art cellulose nanofiber-based aerogels, the resulting composite aerogel perpendicular to lamellar alignments shows an ultralow thermal conductivity (18 mW·m−1·K−1), the maximal specific Young’s modulus (104 kN·m·kg−1) and high limited oxygen index (33.5) as well as very low peak heat release rate (14.1 kW/m2). Nature provides renewable resources and structural inspirations to achieve high-performance thermal insulation materials through nanoscale engineering.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Foremelon发布了新的文献求助10
刚刚
文静入学完成签到 ,获得积分20
刚刚
苏苏完成签到,获得积分10
刚刚
我要发SCI发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
wrx发布了新的文献求助10
1秒前
Dtt完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
朴实砖头发布了新的文献求助10
2秒前
潇洒的惋清应助清秀青亦采纳,获得10
2秒前
箫涵完成签到,获得积分10
3秒前
小静子发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
Albafika发布了新的文献求助10
4秒前
张雯思发布了新的文献求助10
4秒前
银杏叶完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
科研通AI6.4应助姜小猪采纳,获得30
8秒前
大模型应助杨易持采纳,获得10
8秒前
玛卡巴卡发布了新的文献求助10
8秒前
Misaki发布了新的文献求助10
9秒前
英姑应助灵巧的飞薇采纳,获得10
9秒前
虚心寻双完成签到,获得积分10
10秒前
yh完成签到,获得积分10
10秒前
mao应助傲娇的笑卉采纳,获得20
11秒前
11秒前
蓝天应助doby采纳,获得10
11秒前
张雯思完成签到,获得积分10
11秒前
张tuanzi发布了新的文献求助10
11秒前
Xunr发布了新的文献求助10
12秒前
科研通AI6.4应助闪闪采纳,获得30
12秒前
体贴代容发布了新的文献求助10
12秒前
雪白小丸子完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
13秒前
小二郎应助嘻嘻采纳,获得10
13秒前
15秒前
无花果应助linzhy采纳,获得10
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
A Psychological Understanding of Criticism and Mental Health 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7751851
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9299128
关于积分的说明 20250607
捐赠科研通 7334162
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3310045
关于科研通互助平台的介绍 2461494
邀请新用户注册赠送积分活动 2322775