近日，材料学院植源生物质热处理团队在高强抗热木基冻凝胶复合材料研究中提出了全新策略，研究成果以“Bone-inspired lightweight, high-strength, and highly compressed wood cryogel composites with heat-activated char layer for electrothermal protection”为题发表于中科院一区TOP期刊《Chemical Engineering Journal》（IF：13.3）。
近年来，对电热防护的需求日益增长，特别是在可再生能源系统、电子设备和先进材料应用领域。这些应用要求材料不仅能承受极端的热应力和电应力，还能在较长时间内保持其结构完整性和性能。如何能够利用天然木材的独特性质（可再生性、轻质结构、介孔框架等），同时解决其在防火和热管理方面的局限性。针对以上问题，材料学院植源生物质热处理科研团队受骨骼启发，通过将脱木素木材模板与聚乙烯醇（PVA）和羧基化多壁碳纳米管（c-MWCNTs）相结合，开发出一种轻质且导电的材料。通过引入致密化木材、热激活炭化层和导电填料，显著提高木基冻凝胶的热性能和机械性能，从而增强其耐火性和电热稳定性。试验结果表明，该材料在燃烧过程中结构完整性的保持时间增加了275%，具体表现为峰值热释放速率降低了81.8%，单位质量损失率降低了80.4%，总烟雾生成量减少了68.2%，总热释放量减少了22.0%，二氧化碳排放量减少了65.2%。此外，该复合材料在机械应力作用下仍能保持稳定电压和高导电性。这种仿生方法为传统木基材料增值为能够承受极端热环境的先进材料提供了一条有前景的方案，在电热防护领域有一定的应用潜力。
上述研究成果第一作者为材料学院博士研究生张天放，通讯作者为伊松林教授和何正斌教授，新濠天地赌博|北京林业大学为第一完成单位。
本研究得到国家重点研发计划项目（2023YFD2201402）、中央高校基本科研业务费专项资金（BLX202235）、中央高校基本科研业务费专项资金（BFUKF202315）和国家留学基金委项目（202306510067）的资金支持。
