超弹性纤维气凝胶：用于宽温度适应性监测与个人防护

《Advanced Fiber Materials》：Superelastic Fiber Aerogels for Wide-Temperature-Adaptive Monitoring and Personal Protection

柔性气凝胶传感器通过冰晶桥介导的纤维-冰晶双亲附性制备，实现实时生理信号监测与物理防护功能。材料具有超90%抗疲劳性（200次压缩）、8000次循环稳定传感、-196℃至200℃宽温域适应性，以及通过平行板结构形成的隔热屏障。该成果为工业安全、消防及航天领域提供新型防护材料。

　　

摘要

为了有效确保工人在恶劣工作环境中的安全，开发一种兼具实时监测和物理防护功能的柔性气凝胶传感器至关重要。本文通过巧妙地建立纤维与冰晶之间的桥梁介导的双重亲和力，制备了一种具有平行片层结构的聚酰胺-酰亚胺/双马来酰亚胺/苯并噁嗪（PAI/BMI/BA-a）纤维气凝胶（简称PSPBB）。得益于聚苯乙烯磺酸盐（PSS）与冰晶之间的相互作用，导电聚（3,4-乙烯二氧噻吩）（PEDOT）:PSS链在冰晶定向生长的同时实现了有序排列，并通过PSS与纤维表面多巴胺（PDA）的相互作用稳定地固定在纤维上。所得PSPBB气凝胶具有坚固的骨架结构、出色的抗疲劳性能（经过200次压缩循环后高度保留率超过90%）、在8000次压缩循环下的稳定传感性能以及超宽的温度适应性（-196°C至200°C）。此外，多孔气凝胶中的平行片层结构还提供了良好的隔热性能，能够实时监测生理信号，并起到重要的个人防护作用。这些结果凸显了PSPBB气凝胶在工业安全、消防和航空航天等高要求领域的应用潜力。

图形摘要

为了有效确保工人在恶劣工作环境中的安全，开发一种兼具实时监测和物理防护功能的柔性气凝胶传感器至关重要。本文通过巧妙地建立纤维与冰晶之间的桥梁介导的双重亲和力，制备了一种具有平行片层结构的聚酰胺-酰亚胺/双马来酰亚胺/苯并噁嗪（PAI/BMI/BA-a）纤维气凝胶（简称PSPBB）。得益于聚苯乙烯磺酸盐（PSS）与冰晶之间的相互作用，导电聚（3,4-乙烯二氧噻吩）（PEDOT）:PSS链在冰晶定向生长的同时实现了有序排列，并通过PSS与纤维表面多巴胺（PDA）的相互作用稳定地固定在纤维上。所得PSPBB气凝胶具有坚固的骨架结构、出色的抗疲劳性能（经过200次压缩循环后高度保留率超过90%）、在8000次压缩循环下的稳定传感性能以及超宽的温度适应性（-196°C至200°C）。此外，多孔气凝胶中的平行片层结构还提供了良好的隔热性能，能够实时监测生理信号，并起到重要的个人防护作用。这些结果凸显了PSPBB气凝胶在工业安全、消防和航空航天等高要求领域的应用潜力。

图形摘要