近年来，三维多孔的气凝胶材料因其低密度和高孔隙率的特性成为了研究热点。但是在不失去气凝胶本身轻质、多孔优点的同时实现其机械强度的改善和功能集成仍旧是一个挑战。

近日，中科院北京纳米能源所吴治峄研究员和浙江师范大学青年教师陈一鸣在《Chemical Engineering Journal》上发表了题为“High-performance and multifunctional conductive aerogel films for outstanding electromagnetic interference shielding, Joule heating and energy harvesting”的研究成果。作者通过定向冷冻干燥和适度压缩技术设计了一种轻质高强的芳纶纳米纤维/纳米纤维素/银纳米线复合气凝胶薄膜。其中，作为基体的芳纶纳米纤维赋予了材料优异的机械性能与热稳定性。一维高长径比的银纳米线的加入给材料提供了极佳的导电性。而纳米纤维素有助于填料的分散和材料稳定性的提升。所得到的复合气凝胶薄膜能够集能量收集（694 mW/m²）、电磁屏蔽（34.54 dB）和电致加热功能（110 ℃）于一体并能维持长时间的工作稳定，在电子通讯和集成/智能设备等多个领域展现出了巨大的发展前景。

图1 高性能导电复合气凝胶薄膜的制备及其多功能应用

图2 气凝胶薄膜的电磁屏蔽性能

图3 气凝胶薄膜的电致加热性能

图4 气凝胶薄膜的TENG性能

图5 气凝胶薄膜的长期工作稳定性及能量收集应用

该论文的第一作者为浙江师范大学工学院郑佳佳副教授，通讯作者为中科院北京纳米能源所吴治峄研究员和浙江师范大学工学院青年教师陈一鸣。研究成果得到了国家自然科学基金、浙江省自然科学基金等项目的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.144548

人物简介：

陈一鸣，硕士生导师，浙江师范大学工学院讲师。研究领域为新型纳米功能复合材料，致力于智能三维超轻弹性体的构筑及其功能化应用，包括电磁屏蔽/吸波、柔性传感、吸附等研究方向。主持/参与科研项目5项，授权发明专利1项，获评“江苏省优秀博士毕业论文”。近年来，在Advanced Materials, ACS Nano, Nano Today, Chemical Engineering Journal, Composites Part B等学术期刊上发表SCI论文30余篇。担任Nanomaterials特刊客座编辑，兼任Carbohydrate Polymers, Journal of Colloid and Interface Science, Materials & Design, Ceramics International等SCI学术期刊审稿人。研究成果已被引用1800余次，H-index为18。

吴治峄，中国科学院北京纳米能源与系统研究所青年研究员、博士生导师。2008年获重庆大学学士学位，2013年获重庆大学博士学位，曾在重庆理工大学从事研究工作，并在2017年11月至2019年6月期间赴佐治亚理工大学王中林院士课题组研修，2019年12月入职中国科学院北京纳米能源与系统研究所。主要从事纳米发电机和自驱动微系统领域的研究，并开展其在机器人、智能装备、物联网和智慧城市等领域的应用研究。已在Advanced Materials、Advanced Energy Materials、Materials Today、Nano Energy、ACS Nano、Applied Physics Letters等国际权威学术期刊上发表论文30多篇；获5项国家发明专利；主持国家自然基金项目、重庆市教委科学技术研究项目和重庆市基础与前沿研究计划项目各1项，参研国家自然科学基金项目、重庆市高校科技创新团队项目等8项。课题组研究方向：摩擦纳米发电机和自驱动传感系统、多功能磁应用、可穿戴设备、精密位置传感等方向。