氣凝膠是一種低密度、高孔隙率、高比表面積的多孔材料，近年來越來越引起學術界和工業界的興趣。由于氣凝膠的多孔性能，其被廣泛用于填充物的基底，例如用來填充相變儲能材料和各類液體等。然而氣凝膠的空洞被填充滿之后，不僅失去了其原有的低密度、低熱導率、高比表面積等性能，而且嚴格意義上也不再是氣凝膠。另一方面，剪切增稠液是一種動能吸收材料類型，在抗沖擊和彈道領域有廣泛的應用。然而，剪切增稠液密度高，流動不均勻，難以形成粘聚結構限制了其使用。如何將剪切增稠液和氣凝膠有效融合，實現高吸能效果，同時維持氣凝膠的低密度和多孔特性，是一個巨大的挑戰。
為此，中科院蘇州納米所胡東梅研究員和王錦研究員等人提出了一種半滿填充（Half-full filled, HFF）策略（半瓶水效應），即將功能液體局部填充在氣凝膠的空洞中而非完全填滿，從而實現在保持其他性能不變或較小變化的同時，制造出一種具有提高能量吸收性能的輕型動能吸收材料。如圖1所示，在保持內部結構不變的同時，觀察到填充多孔碳納米管氣凝膠(Carbon nanotube aerogel, CNTA)外層的剪切增稠液，證明了半滿填充狀態的概念。與原始的氣凝膠相比，剪切增稠液顯著的提高了半滿填充氣凝膠（Half-full filled aerogel, HFFA）的力學性能（提高348%），而與全填充復合材料相比，HFFA仍然保留其多孔結構、輕質和由氣凝膠賦予的其他固有性能。HFFA結構可應用于包含智能傳感器或電子元件的運動服裝和頭盔中，防止嚴重的沖擊和外部電磁信號的干擾。
本研究通過半填充策略，制備了具有輕質、高吸能、高電磁屏蔽性能的半滿填充氣凝膠。相關工作以Half-Full Filled Aerogels with A 348% Increment in Energy Absorption and A Retained High Electromagnetic Shielding Performance為題發表在Advanced Functional Materials上。論文第一作者為中國科學院蘇州納米所與上海理工大學聯合培養碩士生孔穎，通訊作者為中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所胡東梅研究員和王錦研究員。本研究得到中國科學院青年創新促進會和蘇州市科技局支持。
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