二氧化硅氣凝膠是已知?dú)饽z中最早合成并商業(yè)化的一種，在隔熱、隔音、光學(xué)、催化、吸附等領(lǐng)域具有重要價(jià)值。然而，在其近百年的歷史中，合成過程中使用的溶劑對(duì)二氧化硅氣凝膠性能的影響一直被忽略，導(dǎo)致不準(zhǔn)確和模糊的性能評(píng)價(jià)。
在此，中科院蘇州納米所Xuetong Zhang發(fā)現(xiàn)并系統(tǒng)地研究了溶劑可調(diào)節(jié)的界面基團(tuán)，其使得二氧化硅氣凝膠能夠按需具有超疏水性/超親水性。
文章要點(diǎn)
1）在氣凝膠合成所需的溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變或溶劑交換過程中，溶劑從水到乙醇或從乙醇到水的改變導(dǎo)致二氧化硅界面基團(tuán)從超疏水的Si-OH轉(zhuǎn)變?yōu)槌杷腟i-OEt，或相反，這是由于可逆的酯化作用，從而實(shí)現(xiàn)了所需的超疏水/超疏水二氧化硅氣凝膠。
2）值得注意的是，無論所使用的二氧化硅前體(三甲氧基甲基硅烷(MTMS)/四甲氧基硅烷(TMOS)、MTMS/原硅酸四乙酯(TEOS)或甲基硅酸鈉(SMS)/TMOS)的混合物)如何，按需溶劑調(diào)節(jié)的親水性/疏水性都成立，從而表明其普遍性，這引起了二氧化硅氣凝膠生產(chǎn)商的極大關(guān)注。
3）此外，該發(fā)現(xiàn)還提供了一種綠色、經(jīng)濟(jì)和有效的方法來獲得具有特定吸附等所需親水/疏水性能的二氧化硅氣凝膠。
參考文獻(xiàn)
Chen, L., Li, L. & Zhang, X. Solvent-regulable interfacial groups enable on-demand superhydrophobic/superhydrophilic silica aerogels. Nat Commun 16, 2228 (2025).
DOI：10.1038/s41467-025-57246-2
https://doi.org/10.1038/s41467-025-57246-2
