传统气凝胶在实现低密度和高孔隙率的同时，往往难以兼顾机械性能，以及热稳定性、阻燃性等多重要求，限制了其在极端环境和多功能应用中的使用。纳米纤维因其高长径比和各向异性结构，能够通过互相连接有效促进凝胶化过程，已成为气凝胶组装的理想构建材料。与传统溶胶-凝胶法制备的无机气凝胶骨架（其充满颗粒连接点，易导致应力集中）相比，纳米纤维气凝胶通过形成面对面的连接点，显著减少了类似珍珠状的连接，从而降低了应力集中现象。然而，在低密度条件下实现同时具有高热稳定性、低热导率和阻燃性的聚合物气凝胶仍然是一项极具挑战性的课题。因此，开发新型高性能聚合物纳米构筑单元是协同提升气凝胶多参数性能，突破当前气凝胶技术瓶颈的关键。
近期，东南大学孙正明教授、张培根副教授联合中科院苏州纳米所王锦研究员提出了一种纳米纤维重组三维网络策略。该策略利用高性能聚（2,5-二羟基-1,4-苯基吡啶二咪唑，简称PIPD或M5）纤维制得M5气凝胶，并用强酸对其进行质子化处理得到酸性M5纳米纤维分散液；随后，采用盐进行去质子化，形成M5凝胶，最终通过干燥和热处理制得M5气凝胶。该凝胶具有低密度（6.03 mg/cm³）、低热导率（32 mW·m⁻¹·K⁻¹）、高热稳定性（463 °C）和优异的阻燃性（LOI=50.3%）、压缩回弹性（80%）以及高比表面积462.1 m²/g。有趣的是，PIPD纳米纤维不仅赋予M5气凝胶优异的机械性能和热性能，还比纤维素和芳纶纳米纤维等气凝胶具有更好的阻燃性能。该策略对于探索提高聚合物气凝胶的热稳定性、力学性能、隔热保温性能具有指导和借鉴意义。
总结
本文提出了一种创新性的纳米纤维重组策略成功制得高性能M5气凝胶。该气凝胶表现出优异的多参数性能，包括极低的密度、低热导率、出色的固有阻燃性、良好的压缩回弹性以及高比表面积。此外，其热稳定性高达463°C，与传统聚合物气凝胶相比，M5气凝胶在整体性能上实现了显著突破，特别是在力学性能、热学性能和阻燃性方面。
该研究为高性能聚合物气凝胶的制备提供了一种新思路，不仅展示了高性能聚合物纳米纤维在气凝胶结构设计中的潜力，还为解决低低密度与阻燃隔热之间的矛盾提供了技术参考。为未来新型轻质隔热材料的开发以及高性能气凝胶的应用奠定了理论和实践基础。
