相比于易碎的传统无机气凝胶材料，新一代纤维素气凝胶材料柔性好、密度和固态热导率低，原料来源广泛且可再生和降解，在柔性隔热领域具有广阔的应用前景。然而，由于骨架强度不高，纤维素气凝胶材料在受力情况下结构容易坍塌；其次，纤维素气凝胶具有亲水性，严重影响其在高湿度环境下的隔热稳定性；再次，纤维素易燃性限制其实际的应用。提高纤维素气凝胶力学性能、隔热性能和阻燃性能，成为当前柔性隔热领域的重要目标。
近日，微纳光电功能材料创新团队联合气凝胶材料创新团队成功制备了一种超疏水、阻燃、隔热的纳米纤维素气凝胶，并通过多尺度结构设计显著提升了其各项性能。该气凝胶在隔热、油水分离以及阻燃等方面均表现出色，有望成为未来高性能隔热材料的重要发展方向。
研究结果表明该气凝胶热导率低至23.9 mW m-1K-1，显示出卓越的隔热性能；内部和表面都具有超疏水性；能承受高达8.674 MPa的压力；能在1300oC的火焰中持续70分钟而不被破坏，且极限氧指数（LOI）高达45.9%，是迄今为止报道的纤维素基气凝胶中的最高值。该气凝胶在高湿度环境下仍能保持稳定的隔热性能，同时展现出优异的油水分离性能。结合其优异的可持续性和可降解性，该气凝胶成为商业隔热材料的理想替代品，在高性能隔热领域，具有巨大的实际应用价值。
上述成果以“Superhydrophobic Nanocellulose Aerogel for Thermal Insulation and Thermal Resistance up to 1300 ℃”为题，发表在国际知名期刊《Chemical Engineering Journal》（IF: 15.1）上。材料学部陈世伟老师为该文章第一作者兼通讯作者，伊希斌研究员为共同通讯作者。该项工作主要由山东省重大科技创新工程项目、济南市“新高校20条”专项、国家自然科学基金项目、内蒙古科技重大专项和校（院）国际合作项目支持。