聚酰亚胺泡沫材料因其独特的三维多孔结构和内在性能，在多功能设备中具有广阔的发展前景，引起了广泛关注。

有鉴于此，南京航空航天大学姬广斌教授等人，针对聚酰亚胺泡沫材料的应用，系统地介绍了几种典型的聚酰亚胺泡沫材料的制备方法及其合成机理，比较了各种制备方法的优缺点。总结了具有代表性的功能和相应的机理模型，包括热、机械、传感、电磁、环境和电场。最后总结了聚酰亚胺泡沫材料面临的严峻任务和挑战，展望了其发展前景。

本文要点

1）综述了多孔聚酰亚胺基泡沫材料的制备方法及相关的多功能应用。制备方法包括粉状发泡法、缩聚反应、闭模发泡路线、冷冻干燥工艺、3D打印方法等，并系统地讨论了它们各自的优缺点。根据不同的实际应用，研究人员和工业生产者可以选择合适的制造方法来实现聚酰亚胺基泡沫。此外，通过相关的反应方程和一系列芯-棒-球晶结构的SEM图像，也清楚地解释了聚酰亚胺泡沫材料的一般形成机理。另外，聚酰亚胺泡沫在不同的应用领域中具有多种功能，并且还提到了几种相应的机理模型以进一步对应并提供更多启示。

2）由于聚酰亚胺基泡沫塑料的高孔隙率特性及其固有特性，该泡沫塑料具有多种功能：（1）理想的热性能，如防冻，隔热和耐热性，可广泛应用（2）具有良好机械性能（包括承载能力，抗压缩性和抗弯性）的轻质聚酰亚胺基泡沫塑料可在恶劣的环境中使用； （3）将耐用的PI泡沫基质与rGO和CNTs等导电材料结合使用，可以进一步制备用于检测的敏感传感器；（4）通过添加磁性材料或高导电性物质可以成功达到理想的电磁干扰屏蔽性能；（5）有效的空气吸附和吸声性能有利于环境保护和可持续发展； （6）所述亲水性和疏水性聚酰亚胺基泡沫可以通过表面活性剂改性或不改性得到，可以应用于不同的场景。

3）近年来，国内外对多功能聚酰亚胺泡沫的需求不断增长，主要有两个任务：（1）降低成本，例如，降低原材料成本，扩大生产规模，优化发泡成型工艺（2）提高性能，例如增加抗压强度，提高耐热性和开发新功能。因此，开发低密度、高强度的聚酰亚胺基泡沫材料是降低高成本的有效途径。考虑到聚酰亚胺泡沫在各个领域的更多实际应用，今后应更加关注其在不同工作环境下的实际性能和功能响应。此外，聚酰亚胺泡沫材料的吸声、真空绝缘、抗辐射等具体功能还需要丰富的实验研究和应用经验。孔结构的要求，包括孔径，孔分布和泡沫方向，在不同领域有很大不同。因此，研究人员将在未来的工作中面临更多的挑战和机遇，而高性能的聚酰亚胺泡沫材料将为高端制造业提供核心竞争力。

参考文献：

Weihua Gu et al. Polyimide-Based Foams: Fabrication and Multifunctional Applications. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2020.

DOI: 10.1021/acsami.0c15771

https://doi.org/10.1021/acsami.0c15771