DOI: 10.1039/d2sc02619h

将纳米粒子有组织地组装成复杂的宏观结构为创造功能材料开辟了一条有希望的途径。在此，本工作展示了一种可扩展的策略，由中空颗粒基碳纳米纤维制备具有高压缩性和弹性的宏观结构。该策略将沸石咪唑骨架（ZIF-8）-聚丙烯腈纳米纤维大规模组装成厘米级气凝胶（ZIF-8/NFA），其具有预期的形状和可调节的功能。ZIF-8/NFAs进一步碳化，ZIF-8纳米颗粒被二次转化为中空结构，形成碳纳米纤维气凝胶（CNFAs）。得到的CNFAs集零维中空结构、一维纳米纤维和三维碳气凝胶的特性于一体，具有7.32mg/cm3的低密度、高机械强度（从80%应变快速恢复）、出色的吸附容量和优异的光热转换潜力。综上，本研究为未来纳米至厘米级宏观结构组件的开发提供了一个平台，对多功能材料的设计具有促进作用。

图1.C-ZIF-8-CNFAs的制备步骤。（a）C-ZIF-8-CNFAs的更多制备细节。（b）CNFAs制备示意图。

图2.（a）分层蜂窝状结构的形成原理示意图。（b）不同形状的ZIF-8/NFAs和站在红枫叶尖端的轻质C-ZIF-8-CNFAs的照片。（c）广角XRD图谱。（d-g）SEM（d-f）和TEM（g）图像显示C-ZIF-8-CNFAs在不同放大倍率下的微观结构。（h,i）CNFAs和C-ZIF-8-CNFAs的N2吸附-解吸等温线和孔径分布曲线。

图3.（a）C-ZIF-8-CNFAs在不同应变下的压缩应力-应变曲线。插图为C-ZIF-8-CNFAs在压缩和释放循环（ε=80%）下的照片。（b）ε为50%的50次循环压缩疲劳试验。（c）杨氏模量、能量损失系数和最大应力与压缩循环的关系。d）分层多孔结构随压缩变形的变化示意图。

图4.（a）C-ZIF-8-CNFAs表面水滴的动态行为。（b）C-ZIF-8-CNFAs对常用有机溶剂和油类的吸收率。（c）CNFAs和C-ZIF-8-CNFAs内部有机溶剂吸附过程的示意图。（d）在1个太阳光照强度下，水蒸发量随时间的变化。（e）在1个太阳光照强度下，C-ZIF-8-CNFAs和海水的温度与照射时间的函数关系。（f）红外图像（IR）显示了C-ZIF-8-CNFAs和海水在1个太阳光照强度下的温度分布，照射时间为0、30和60分钟。