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  隨著人類活動持續污染全球生態系統，自然災害和極端天氣事件的日益頻繁構成了嚴峻的挑戰。在這種情況下，個人和工程設備都面臨著復雜的威脅，包括機械沖擊、極端溫度、濕氣腐蝕和冰侵蝕.因此，在個人健康保障和工業安全方面迫切需要更高的標準，這需要開發在各種工作條件下具有多功能保護性能的新型材料。在自然界中，生物體在數百萬年的時間里進化出獨特的結構，以適應復雜的環境。例如，蜂窩結構表現出非凡的承載能力，可以通過薄壁屈曲吸收大量的沖擊能量。利用相互關聯的復雜多孔結構的變形和損傷，柚子皮可以有效地吸收沖擊和振動能量，從而防止果實掉落時受到損壞。此外，這種結構還表現出優異的保溫效果。這些仿生機制為設計功能性材料和實現最佳防御效率與便攜性提供了新的思路。

圖1. ANFP氣凝膠的制備與表征

圖2. ANFP氣凝膠的力學性能

圖3. ANFP氣凝膠的抗沖擊性能

圖4. ANFP氣凝膠的隔熱和阻燃性能

圖5. ANFP氣凝膠的疏水和防冰特性

圖6. ANFP氣凝膠在防冰、保溫和抗沖擊方面的應用

  由于全球氣候變化導致戶外設備結冰風險劇烈，而ANFP氣凝膠因其防冰特性成為了防冰領域極具潛力的材料。通過構建低溫裝置驗證了ANFP在管道防冰中以及電池安全防護中的應用潛力，與PU和EVA泡沫相比，ANFP2表面的結霜時間更晚，且在低溫下抗沖擊性能優于EVA和PU泡沫。同時開展了對鋰電池的保護測試，實驗表明，有ANFP2保護的鋰電池在低溫環境中能夠保溫更長時間，電壓下降幅度更小。受落錘沖擊后電壓變化小且無明顯損壞，而未保護的電池電壓變化大且明顯變形。

  原文鏈接：

  Zhihao Hu, Sheng Wang, Jianpeng Wu , Zimu Li, Shuai Liu, Yue Yao, Shilong Duan, Guilin Mei and Xinglong Gong. Robust multi-scale bionic ANF/PMSQ aerogel featuring impact protection, thermal insulation and anti-icing functions. Composites Part B: Engineering. 2025, 112304. DOI: 10.1016/j.compositesb.2025.112304.

  https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2025.112304