聚酰亞胺是一種主鏈上有五元亞胺環(huán)的有機(jī)聚合物材料。聚酰亞胺氣凝膠因其高孔隙率、大比表面積、低密度和優(yōu)異的化學(xué)惰性等優(yōu)點(diǎn)在光熱領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，聚酰亞胺氣凝膠光熱轉(zhuǎn)換效率低、熱損失大、光吸收率低，限制了光熱性能的提高，降低了光能利用效率。因此，如何構(gòu)建具有高效光熱轉(zhuǎn)換的聚酰亞胺氣凝膠對功能性聚酰亞胺氣凝膠材料的發(fā)展具有重要意義。
近日，針對上述問題，微納光電功能材料創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)成功制備了一種超疏水生物聚酰亞胺/碳量子點(diǎn)氣凝膠。氣凝膠表現(xiàn)出超疏水性（WCA=155°）和超親油性（OCA=0°）。值得注意的是，氣凝膠顯示出良好的太陽能熱電轉(zhuǎn)換性能。在1 kW·m?2的太陽光照射下，氣凝膠的表面溫度可以在68秒內(nèi)達(dá)到80oC。氣凝膠具有較大的原油吸附能力（高達(dá)其自身重量的68.8倍）和在太陽光照射下的除冰能力。同時(shí)，在5kW·m?2的太陽光照射下，輸出電壓可達(dá)706 mV。氣凝膠可以抵抗惡劣環(huán)境的影響，如高溫、動(dòng)態(tài)海洋環(huán)境和強(qiáng)酸環(huán)境。更重要的是，氣凝膠可以在8分鐘內(nèi)完全降解。這是首次實(shí)現(xiàn)聚酰亞胺氣凝膠的降解。本研究為制備具有可降解性能的先進(jìn)光熱材料提供了一種新的有效方法，可有效利用太陽能解決化石燃料危機(jī)，保護(hù)環(huán)境。
上述成果以“A degradable polyimide aerogel with highly efficient solar-thermal-electric effect for oil absorption, deicing, and power generation”為題，發(fā)表在國際知名期刊《Journal of Colloid And Interface Science》（中科院一區(qū)TOP期刊，IF 9.4）上。材料學(xué)部陳世偉老師為該文章第一作者兼通訊作者，文章的重要作者還包括高東芳，龍立夏，崔文軒，朱超峰等。
該項(xiàng)工作主要由山東省重大科技創(chuàng)新工程項(xiàng)目、濟(jì)南市“新高校20條”專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、內(nèi)蒙古科技重大專項(xiàng)和校（院）國際合作項(xiàng)目支持。
論文鏈接： https://doi.org/10.1016/j.jcis.2024.12.024