基于Hofmeister效应制备高强韧壳聚糖气凝胶

摘要

气凝胶在绝热保温、催化、吸附分离等领域有着广泛的应用,通常需要对气凝胶的微观结构和力学性能进行调控以满足特定需求.然而,开发绿色技术制备高强韧天然高分子气凝胶仍然面临巨大的挑战.本文报道了在壳聚糖新溶剂中基于Hofmeister效应调控壳聚糖分子链的侧向聚集和重结晶,影响壳聚糖水凝胶和气凝胶的微观形貌、孔隙结构和力学性能等物理性质,构建出高强韧壳聚糖气凝胶.通过改变盐的种类,可以有效调控壳聚糖水凝胶和气凝胶的力学性能,并显示出遵循Hofmeister序列的规律.壳聚糖气凝胶的拉伸强度、杨氏模量和断裂功最高可达(23.1±0.4)MPa、(198.0±43.8)MPa和(9.6±0.9)MJ/m^(3),比表面积最高可达410 m^(2)/g.这种简单策略有助于制备高强韧壳聚糖气凝胶,在柔性电子器件、组织工程材料、药物/蛋白载体和催化等领域有潜在应用前景.