科技金融时报 数字报纸


00008版:健康

浙农林大研发出新一代气凝胶

可大大提升尿毒症的血液净化效果,可制造人造骨骼

  浙江农林大学工程学院二年级研究生王超的研究论文《以纤维素作为胶黏剂制备强度高、隔音隔热性能优异的木质素气凝胶》,日前在《自然》出版集团旗下刊物《科学报告》上正式发表。该文介绍了王超及其所在团队开展环保型木质素气凝胶制备工作的研究成果以及有关情况。

  气凝胶又称为干凝胶,是一种类似于海绵一般、具有网状结构的物质。作为世界最轻的固体之一,气凝胶具有质量轻、强度高和吸音、隔热性能优异等特点,被广泛地用于组织工程、控释系统、血液净化、生物医药等领域。

  木质素气凝胶是以木质素为主要原料制备的气凝胶,具有环保、经济等优势,近年来成为相关科研领域专家们重要的研发方向。

  然而,木质素气凝胶主要存在难以成型等方面难题,制约了木质素气凝胶的发展和利用。作为浙江农林大学工程学院木材科学与技术专业的研究生,王超及其团队成员从去年底开始关注该课题,并在导师金春德和孙庆丰的指导下开始尝试利用环保材料,研制强度高、隔音隔热性能优异的木质素气凝胶。经过多次试验后,最终他们选择了纤维素作为胶黏剂,成功制备了质量轻、强度高、隔音隔热性能优异的木质素气凝胶。

  这种木质素气凝胶制备设备和普通气凝胶一样,但是因为采用了环保材料——纤维素作为胶黏剂,不仅解决了木质素气凝胶难以成型的难题,而且以这种技术制备的木质素气凝胶,具有绿色无污染、强度高、隔音隔热性能优异等特点,成为世界上首次提出的以纤维素作为胶黏剂制备性能优异的木质素气凝胶的研究技术。

  王超介绍,他们的工艺就是将植物中的木质素和纤维素提取出来,然后加入离子液体,提取水凝胶,再用冷冻干燥技术,将水凝胶置入-100℃的环境中,干燥除湿,就制成了气凝胶。

  新一代气凝胶不光更环保,而且还有着一系列“光鲜”的性能和应用前景——由于它具有纳米网状结构,孔径只有普通海绵的1/1000,使用该材料制造透析薄膜,可以给临床血液净化带来全新革命。由于筛孔更细,可以滤除“体型”更小的有毒物质,用它制造血透机,可大大提升尿毒症的血液净化效果。

  这种气凝胶还很轻,质量只有木头的1/15,再加上隔热效果奇佳,可以用于制造宇航服、消防服或节能建筑涂料。“如果对它进一步处理,还可以加工成硬度更高的隔热材料,用来打造航天器外壳。”王超介绍:“新一代气凝胶硬度是传统气凝胶的20倍,它还可以用来制造机器人部件,甚至人造骨骼。”

  陈胜伟


科技金融时报 健康 00008 浙农林大研发出新一代气凝胶 2016-10-18 2 2016年10月18日 星期二