DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c04917

对于纳米纤维气凝胶而言，以交织的纳米纤维作为孔壁的三维多孔结构已成为一种迫切的需求，如何确保其力学稳定性和隔热性能仍然是一项挑战。除了先前报道的以纳米纤维作为生成三维蜂窝状纳米纤维气凝胶的原材料外，本文还提出了另一种低成本的简便方法，即巧妙地利用高分子海绵作为模板，附着活性粒子，然后采用碳热还原法来实现纳米线的生长并取代原有的骨架。以大量交错的SiC/Si3N4纳米线为骨架的海绵状气凝胶具有99.79％的超高孔隙率。同时，在35％应变下进行400次循环压缩后的压缩弹性，23.19mW/（m K）的低热导率，对去除各种有机溶剂的出色吸收能力（是初始有机海绵的33.9-95.3倍），以及形状设计的灵活性使这种纳米纤维气凝胶成为隔热、吸收或催化剂载体的理想材料。

图1.（a）浸渍坯体和纳米纤维气凝胶的照片。（b）使用称量纸支撑起纳米纤维气凝胶。纳米纤维气凝胶的SEM图像：（c）大孔，（d）细胞壁上交错的纳米线，以及（e）随机排列的纳米线。（f）纳米纤维气凝胶的XRD图谱。（g）单根纳米线的TEM图像。（h）纳米线的HRTEM图像。（i）纳米线组装陶瓷气凝胶的合成过程示意图。

图2.纳米纤维气凝胶在压缩状态下的力学性能：（a）在加载-卸载循环过程中，不同最大应变下的压缩应力-应变曲线。插图：压缩和释放循环期间样品的照片（ε=35％）。（b）当最大应力为35％时，不同循环次数的压缩应力-应变曲线。（c）杨氏模量、最大应力和能量损耗随循环次数的变化。（d）纳米纤维气凝胶在1万次压缩-释放疲劳循环中的储能模量、损耗模量和阻尼比；振荡ε为3％，频率为1Hz。对（e）酒精灯和（f）丁烷喷灯火焰中的纳米纤维气凝胶进行压缩试验。

图3.（a）测量设备框架的照片。（b）一开始样品正面的红外图像。（c）在不同的时间点从样品背面拍摄的红外图像。（d）温度变化曲线取决于c部分标记的时间。（e）比较本工作与所引用的SiC泡沫/气凝胶以及其他气凝胶的热导率值。（f）热处理30分钟后正面的SEM图像。

图4.（a）置于水中的样品照片。（b）制备和改性样品的接触角。（c）样品在不同有机液体中浸泡后的增重。（d）改性气凝胶吸收乙醇的再生能力。（e）改性气凝胶吸收辛烷的再生能力。