DOI: 10.1021/acsami.0c0200 

相对较低的抗压强度显著限制了电纺纤维制成的海绵的实际应用，这是因为其低于10 mg/cm3的超低密度。为了解决这一问题，采用“自粘合”的概念制备了高密度纤维状聚酰亚胺海绵（HDPISG）。HDPISG的密度可达280 mg/cm3，孔隙率>80%，具有良好的透气性。随着海绵密度的增加，抗压强度显著提高。密度为280 mg/cm3的HDPISG在50%和80%压缩下的抗压强度最高，分别为5190和35900 kPa。小型HDPISG甚至可以承受超过海绵重量一万倍的重量。热处理后的HDPISG还具有良好的力学性能，在300℃下加热30小时后，其抗压强度没有降低。进一步研究表明，HDPISG碳化后仍能保持其主要形状。

图1.HDPISG的SEM图像：样品HDPISG-A（a，a'）、HDPISG-B（b）、HDPISG-C（c）、HDPISG-D（d）、HDPISG-E（e）、HDPISG-F （f）、HDPISG-G（g）和HDPISG-H（h）。海绵按密度增加的顺序显示。

图2.海绵密度与1-cm3样品中的纤维量（a）和孔隙率（b）的相关性。

图3.HDPISG在50%（a）和80%（b）压缩下的压缩应力-应变曲线，压缩期间的韧性（c），一次循环压缩测试的回路面积（能量损失）（d）和（e）分别在50%和80%压缩下的由密度制约的抗压强度。

图4.由不同电纺纤维制成的不同海绵在50%（a）和80%（b）压缩应变下的抗压强度与密度的Ashby图。

图5. HDPISG-B（a）、HDPISG-D（b）、HDPISG-E（c）和HDPISG-H支持1 kg（d）、2 kg（e）和5 kg（f）的重量。HDPISG的原始高度为1 cm。括号中的值表示施加重量与海绵重量的比率。

图6.在空气气氛中，以不同温度和时间对HDPISG进行热处理（a），以及HDPISG在300℃下分别热处理5小时和30小时后的压缩性能（b）。

图7.HDPISG-E碳化之前（a）和碳化之后（b）的数字图像及其对应的SEM图像（c，d）。HDPISG-E碳化之前（e-g）和之后（h-j）的XPS分析。

图8.不同密度的HDPISG的导热系数。