通过原位矿化法制备的可生物降解双网络壳聚糖复合气凝胶，用于替代基于石油的同类产品

《Small》：Biodegradable Dual-Network Chitosan Composite Aerogel by In Situ Mineralization for Substituting Petroleum-Based Counterparts

双网络结构策略制备的高性能壳聚糖复合气凝胶具有超低热导率（22.4 mW·m?1·K?1）、高氧指数（38.1%）及优异循环性能（85%初始性能保留20次循环），其磷氮有机硅网络与壳聚糖基体通过氢键作用结合，同时实现15天内完全土壤降解。

　　

摘要

随着人们对能源消耗和环境污染问题的关注日益增加，基于生物的材料（如壳聚糖）制成的气凝胶受到了广泛关注。然而，壳聚糖气凝胶存在一些固有的缺点，包括易燃性高、隔热性能不佳以及可逆压缩回弹性不足。现有的改进方法难以同时实现多种性能的协同提升。本文提出了一种双网络结构策略，通过水解聚缩作用在壳聚糖基质中原位生成含磷、含氮的有机硅网络，从而制备出高性能的壳聚糖复合气凝胶。该复合气凝胶的热导率极低（仅为22.4 mW·m^?1·K^?1），极限氧指数高达38.1%，并且具有良好的可逆压缩回弹性。此外，它在15天内即可完全生物降解。经过20次循环使用后，其性能仍能保持初始值的85%以上，这得益于双网络之间的氢键相互作用。这项工作为制备高性能生物基气凝胶提供了一种新的策略，有望替代传统的石油基隔热材料，为实现碳中和目标做出贡献。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。