多孔金属，又称泡沫金属，如最常见的泡沫镍，是一种新的材料类型，其性能独特，兼具轻质、高表面积、高导电性以及低热导率等等，在电子、保温、传感、催化和储能等领域有非常多的潜在应用。常规的生产泡沫金属的方法包括粉末冶金法、气相沉积法、溅射沉积法、电沉积法等，这些方法往往需要苛刻的制造条件，如高温、高压，要严格保证无氧气氛（否则很容易发生爆炸）。此外，利用常规方法也很难制备出各种密度的整块超轻型金属泡沫。近年来，金属纳米线技术的进步使得科学家们开发出在新的方法，在温和条件下制备出超轻金属泡沫，同时其密度可定制，金属材料也可选择。近日，劳伦斯利弗莫尔国家实验室的Fang Qian设计制备了一种具有可控密度和孔隙结构的超轻金气凝胶块体。采用基质辅助生长法制备了克级的金纳米线，其具有尺寸均匀、直径超薄、纯度高、长宽比高等优点，通过将这些纳米线的悬浮液进行冷冻干燥可以制备自支撑的整体气凝胶，其密度从6-23 mg/cm3范围可调，这是目前报道的密度最低的块状金纳米材料，而且，在冷冻干燥过程中形成的孔几何形状可以通过在原料悬浮液中选择不同的溶剂和造孔剂在多个长度尺度上进行多尺度的调节，该金气凝胶块体的力学行为取决于其密度和孔结构。该工作进一步拓展了气凝胶的种类，制备的金气凝胶在能源、催化、吸附等领域具有巨大的应用潜力。
Fang Qian, Alyssa Troksa, Tyler M. Fears, Michael H. Nielsen, Art J. Nelson, Theodore F. Baumann, Sergei O. Kucheyev, T. Yong-Jin Han, Michael Bagge-Hansen. Gold Aerogel Monoliths with Tunable Ultralow Densities. Nano Letters, 2019.
DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b03445
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.9b03445
