[发明专利]基于仿生维管束微结构的多孔气凝胶及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种基于仿生维管束微结构的多孔气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将无机纳米纤维、有机高分子聚合物和溶剂混合，得到混合浆料；

在金属板材上面放置基底，在基底上放置模具，将所述混合浆料倒入模具中，然后在金属板材下面放置液氮，利用液氮控制金属板材的温度，实现对模具中混合浆料进行冷冻铸造成型，得到基于仿生维管束微结构的多孔气凝胶；

所述无机纳米纤维的直径为10~120nm，长度为50nm~500μm；

所述有机高分子聚合物的重均分子量为1200~500000，聚合度为10~1000000；

所述混合浆料中无机纳米纤维的浓度为5~30mg/mL，有机高分子聚合物的浓度为5~50mg/mL；

所述模具的材质包括金属、石英玻璃或有机硅橡胶；所述模具的壁厚为0.1~0.8cm；所述基底的材料包括聚二甲基硅氧烷、环甲基硅氧烷、氨基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚醚聚硅氧烷共聚物或聚苯乙烯；所述基底的厚度为10μm~10cm；所述金属板材为铜板材，厚度为0.1~1cm；

所述冷冻铸造成型的温度为-20~-50℃，时间为30s~0.5h；

所述基于仿生维管束微结构的多孔气凝胶具有由纤维栈架和相容包埋层组装而成的“层-栈架-层”结构，其中，所述纤维栈架由无机纳米纤维形成，所述纤维栈架的长度为10~150μm；所述相容包埋层由有机高分子聚合物形成，所述相容包埋层的厚度为0.5~12μm；所述基于仿生维管束微结构的多孔气凝胶的密度为14.21~35.58mg/cm³。

2.权利要求1所述制备方法制备得到的基于仿生维管束微结构的多孔气凝胶，其特征在于，具有由纤维栈架和相容包埋层组装而成的“层-栈架-层”结构，其中，所述纤维栈架由无机纳米纤维形成，所述纤维栈架的长度为10~150μm；所述相容包埋层由有机高分子聚合物形成，所述相容包埋层的厚度为0.5~12μm；所述基于仿生维管束微结构的多孔气凝胶的密度为14.21~35.58mg/cm³。

3.权利要求2所述基于仿生维管束微结构的多孔气凝胶作为吸附分离材料或弹性材料的应用。