芳纶，作为聚合物家族中的杰出成员，以其超高的机械强度、优异的热稳定性和化学惰性而闻名，广泛应用于航空航天、武器装备、个人防护、汽车工业和休闲体育等领域。传统芳纶纤维及制品虽性能卓越，但在一些需要轻质、多孔、多功能的新兴应用场景中，传统芳纶材料难以满足需求。纳米多孔芳纶气凝胶作为一种新型衍生材料，不仅继承了芳纶聚合物的诸多优良特性，还具备高孔隙率和大比表面积，展现出广阔的应用前景。然而，目前针对芳纶气凝胶的综合研究仍处于起步阶段，对其性能、制备工艺及应用的深入探索显得尤为迫切。
伟德bv国际体育张学同/吕婧团队全面综述了纳米多孔芳纶气凝胶的最新研究进展。首先介绍芳纶纳米纤维的制备方法，包括自底向上和自顶向下的策略；随后探讨芳纶胶体分散液的流变行为及其影响因素；接着揭示芳纶纳米纤维溶胶-凝胶转变的热力学与动力学机制；再者系统总结纳米多孔芳纶气凝胶的制备技术，涵盖纤维、薄膜、整体材料及三维打印制品的制备方法；进一步阐述气凝胶的限制功能化原理与技术；最后重点介绍其热、力学、选择透过性、吸附及电化学等性能，并展示在热管理、屏蔽、净化、止血、传感、储能与转化等领域的新兴应用，为未来芳纶气凝胶材料的研究与发展提供参考。相关综述以Nanoporous aramid colloidal aerogels: design, fabrication, and performance发表于《Progress in Polymer Science》。
图1 芳纶气凝胶制备方法对比
图2 芳纶胶体气凝胶发展时间线
图3 芳纶胶体气凝胶的应用全景
图4 芳纶胶体流变特性及溶胶-凝胶转变机制
图5 芳纶胶体气凝胶纤维制备技术
图6 芳纶胶体气凝胶薄膜成形技术
图7 芳纶胶体气凝胶整体材料制备技术
图8 三维打印芳纶胶体气凝胶制品技术
图9 芳纶胶体气凝胶热学性能
图10 芳纶胶体气凝胶力学性能
图11 芳纶胶体气凝胶的渗透性和选择性
图12 芳纶胶体气凝胶的吸附性能
图13 芳纶胶体气凝胶的电化学性能
图14 芳纶胶体气凝胶应用于热管理领域
图15 芳纶胶体气凝胶用作屏蔽
图16 芳纶胶体气凝胶应用于环境净化
图17 芳纶胶体气凝胶应用于止血
图18 芳纶胶体气凝胶用作传感
图19 芳纶胶体气凝胶应用于能源存储与转化领域
图20 芳纶胶体气凝胶的未来展望
总结：本文全面综述了纳米多孔芳纶胶体气凝胶的最新研究进展。首先介绍了芳纶纳米纤维的制备方法，包括自底向上和自顶向下的策略，详细讨论了聚合诱导自组装、电纺、喷射纺丝等技术。接着探讨了芳纶胶体分散液的流变行为，分析了浓度、温度、有机溶剂和机械力等因素的影响。文章还深入揭示了芳纶纳米纤维溶胶-凝胶转变的热力学与动力学机制，包括能量障碍、氢键作用等。尽管芳纶胶体气凝胶的研究已取得显著进展，但仍面临一些挑战和机遇。未来的研究可集中在以下几个方向：一是进一步优化制备工艺，降低成本并提高生产效率，实现大规模连续化生产；二是开发新的功能化方法，拓展材料的应用领域，如生物医学、智能材料等；三是深入研究材料的长期稳定性和耐用性，尤其是在复杂环境下的性能表现；四是加强跨学科合作，结合人工智能和数值模拟等手段，加速材料的设计、制备和性能预测，推动其在更多领域的实际应用。
论文信息：
Jing Lyu*, Lishan Li, and Xuetong Zhang*. Nanoporous aramid colloidal aerogels: design, fabrication, and performance. Progress in Polymer Science 2025, 163, 101945.
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2025.101945
