Ti2CCl2/芳纶纳米纤维复合气凝胶在热管理中的应用

《ACS Applied Nano Materials》：Ti2CCl2/Aramid Nanofiber Composite Aerogels for Thermal Management

本研究通过两步扩展释放质子凝胶化耦合冷冻干燥法合成Ti2CCl2/芳香族纳米纤维复合气凝胶。其密度低至0.0425 g/cm3，孔隙率高达96.38%，热导率仅0.0675 W·m?1·K?1，同时具备优异的热稳定性和机械强度。该气凝胶的光热转换性能显著，可在10秒内实现表面温度超过100°C，为先进热管理系统提供了多功能设计范例。

　　

高效的热管理气凝胶对于下一代能源存储、电子技术和航空航天应用至关重要。在本研究中，我们通过两步扩展释放质子凝胶化结合冷冻干燥法合成了Ti₂CCl₂/芳纶纳米纤维（ANF）复合气凝胶。所得到的轻质复合气凝胶具有极低的密度（0.0425 g/cm³）和高孔隙率（96.38%），同时实现了0.0675 W·m^–1·K^–1的热导率。这种组合特性使它们在有效热管理和隔热方面表现出双重优势。利用聚酰胺的固有耐热性、Ti₂CCl₂纳米片的结构以及合理的设计，该复合气凝胶具有较高的热稳定性（530 °C）和出色的机械强度（536.65 kPa）。值得注意的是，Ti₂CCl₂纳米片出色的光热转换能力使其能够实现超快速的光热响应：在红外光照下，表面温度可在10秒内超过100 °C，显示出强大的快速热调节潜力。这项工作为先进热管理系统中的多功能气凝胶设计提供了一种灵活的方法。