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申请/专利权人：安徽工程大学

摘要：本发明涉及一种高弹性可降解可回收的仿生结构蚕丝微纳米纤维基气凝胶的制备方法及应用，属于生物质气凝胶材料技术领域，受竹子各向异性微观结构启发，采用绿色低共熔溶剂热刺激丝素纤维原位分裂，使其解构成丝素微‑纳米原纤（SMNF），羧甲基纤维素（CMC）作为粘合剂与SMNF共混形成SMNFCMC分散液。构建仿生结构SMNFCMC气凝胶，径向上具有分级多功能胞腔结构，纵向上具有排列的定向通道，并且腔壁之间通过SMNF相连接，独特各向异性结构赋予其超低的密度、良好的力学强度和持久的耐疲劳性。作为生物质气凝胶，埋在土壤中40天可实现完全降解，且可回收再生，具有绿色环保优势。采用原位修饰进行改性，赋予其超疏水和导电功能，实现其在高效吸油和水伏发电领域的应用。

主权项：1.一种高弹性可降解可回收的仿生结构蚕丝微纳米纤维基气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）蚕生丝的脱胶处理：将蚕生丝加入质量分数为0.05%的碳酸钠溶液中，在100℃下脱胶处理30min，重复上述操作2次，水洗干燥后得到丝素纤维；（2）低共熔溶剂DES的制备：将氢键受体和氢键供体按照1:1～2的摩尔比混合，在80～100℃的进行加热，直至形成澄清透明的低共熔溶剂；所述氢键受体为氯化胆碱或甜菜碱；（3）DES热刺激丝素纤维原位分裂：将丝素纤维剪碎，并加入上述制备的低共熔溶剂中，纤维与低共熔溶剂的质量比为1:50～100，在90～120℃的条件下热刺激处理12～24h，使丝素纤维原位分裂，形成丝素蛋白微-纳米原纤，使用去离子水对DES处理的丝素纤维进行充分洗涤至水的电导率≤20μScm后，将DES热刺激处理的丝素纤维放入40℃烘箱中进行干燥；将干燥后的纤维放入去离子水，并在超声或机械搅拌作用下使其均匀分散，形成浓度为5mgmL的丝素蛋白微纳米原纤分散液；（4）将羧甲基纤维素粉末加入去离子水中，在60～90℃下充分搅拌1～3h溶解，形成质量浓度2%～3%羧甲基纤维素溶液，将丝素微-纳米原纤分散液与羧甲基纤维素溶液均匀共混，体系中丝素微-纳米原纤与羧甲基纤维素的质量比设定为9:1～5:5，并加入底部镶嵌铜板的聚四氟乙烯模具中，将装有混合溶液的模具放置在-60℃的冷阱或浸入液氮中进行定向冷冻，随后转移至真空冷冻干燥机中进行冻干处理，形成气凝胶。

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