为了减少碳排放和建筑物的承重压力，同时实现更好的节能，一个常见的方法是制备多孔镁基轻质复合材料，以减少废物和环境危害。然而，由于内应力的作用，传统轻质复合材料的气孔容易开裂和坍塌，导致复合材料脆性较大，耐水性较差。这些材料不能同时达到低密度和高强度，这限制了它们在先进功能材料中的应用。近日，通过大自然，受燕窝的启发，中南林业科技大学Yingfeng Zuo，Yiqiang Wu提出了一种简单、快速的化学排列和组装方法。
文章要点
1）以竹屑为载体，以甲基纤维素分子链为模板，在甲基纤维素分子链上生长并排列出5相晶体。这些晶体通过化学方法排列在竹片上，MC起到了桥梁作用。同时，利用醋酸乙烯/乙烯(VAE)共聚乳液的高粘度和弹性，以及VAE与水化产物形成醋酸镁螯合物，可以组装晶体和竹片。
2）通过这些有机−无机共聚物，形成了插层整合的仿生燕窝结构。仿生燕窝结构复合材料（BSNSC）模拟了自然燕窝的形成过程。它是一种轻质材料，壁厚，连通率低，形状规则。其密度为0.42 g/cm3，仍处于超轻无机泡沫材料的密度级，抗压强度达到6.5 Mpa，是普通复合材料的3倍。该结构的强度重量比是普通复合材料的3.5倍，导热系数远低于其他保温材料。
这种高强度、高隔热、低密度的轻质复合材料不仅是一种很好的建筑节能材料，而且在航空航天领域也是一种性能极佳的隔热材料。
参考文献
Long Zheng, et al, Biomimetic Swallow Nest Structure: A Lightweight and High-Strength Thermal Insulation Material, ACS Nano, 2022
DOI: 10.1021/acsnano.2c01451
https://doi.org/10.1021/acsnano.2c01451
