[00069886]仿生蜘蛛网结构设计的环氧树脂微管纤维复合增强的功能性开孔海绵材料

项目简介：

仿生蜘蛛网结构，以密胺海绵为基体，复合中空结构的环氧树脂微管纤维，对密胺海绵150～200μm大空隙分割成10～20μm的细小空隙，形成丰富孔结构的多孔纤维。

项目核心创新点：

1）大孔变小孔：微管纤维对密胺海绵进行分割，形成具有丰富孔结构的复合型多孔纤维

2）基本单元：微管（中空结构的环氧树脂纤维）在密胺海绵空隙相互交错，其中，微管粗细约0.8～1.5μm，内部为中空结构，空心直径约0.5～1μm，壁厚约200～300nm。

3）开孔海绵：复合后骨架之间构成的空隙范围在10～20μm，开孔率可达到80%以上，质量轻盈，其密度在12～15 kg/m3。

4）精细分割：微管把密胺海绵中原本150～200μm内部空隙分割成10～20μm的细小空隙，形成具有丰富孔结构的多孔纤维。

项目详细用途：

1）过滤吸附环保行业：应用案例： 空气净化领域中的粗过滤，可拦截PM2.5及以上的颗粒。可用于空调过滤网、空气净化器过滤网、家用新风系统、养殖行业的病毒防控设施等。

【科学依据】：微米级的空隙能保证气体和液体在海绵中快速流通，风阻小，风量大。0.8～1.5μm微管可吸附和容纳更多的污染物。

2）长效缓释家用产品：应用案例：液体缓释（如：书写笔芯）、气体缓释（如：香薰、驱蚊）等。

【科学依据】：在密胺海绵空隙中相互交错贯通的微管构成的“微重力空间”，具有很强毛细管效应，可以让液体在狭小的空间中自由运动，可通过改变材料的表面能量来控制液体容量及液体传输速率，优化液体输送。

3）结构导向功能化改性科研领域：应用案例：功能化改性，如导电性能、催化性能、药物缓释、MOFs

【科学依据】：骨架表面的特种环氧树脂具有丰富的官能团（阳离子骨架和阴离子骨架），骨架构成的三维空间具有“微重力”特点，强的毛细管效应，其吸附力远大于被吸附物自身的重力，可有效阻止纳米颗粒团聚，在不需要特殊的技术与设备，可通过简单浸渍、原位转化的方式合成。

4）负载固定生物领域：应用案例：可以作为载体，形成具有一定功能、可移动式微流反应器。如 固定化微生物（如：螺旋藻、小球藻）、固定化酶等。

【科学依据】：微藻是单细胞微观生物，通常小于10μm。例如小球藻直径3～8μm，可以在微管形成的空隙中生长，不会产生流失现象，载体对微生物呈惰性，形成的固定化微生物即可以作为反应器也便于分离和连续反应。

预期效益说明：

该材料仿生蜘蛛网的结构，微米级的空隙能保证气体和液体在海绵中快速流通，风阻小，风量大。0.8～1.5微米的微管可吸附和容纳更多的污染物。可应用在空气净化领域中的粗效和中效过滤，可拦截PM2.5及以上的颗粒。可用于空调过滤网、空气净化器过滤网、家用新风系统、养殖行业的病毒防控设施等。该材料可以用在交通工具中的空气净化设备、医疗领域中的空气杀菌设备、食品保鲜与食品安全专用设备、养殖行业中的病毒防控设施与设备，与现行的空调和新风系统配套进行空气净化。