[00069888]仿生蜂巢结构设计的环氧树脂涂层复合的功能性开孔海绵材料

项目简介：

仿生蜂巢结构，以密胺海绵为基体，在其微米级骨架上3D分子增材一层均匀的0.5～2μm环氧树脂，可根据需要对环氧树脂进行阳离子或阴离子化修饰。

项目核心创新点：

1）精制复制：环氧树脂在微米级尺度下完美复制密胺海绵的开孔的三维网状结构。

2）基本单元：环氧树脂均匀地包覆在密胺海绵骨架上，离子型骨架粗细为3～5μm，其中密胺骨架是三聚氰胺甲醛聚合物其粗细2～4μm，环氧树脂涂层厚度为0.5～2μm。

3）开孔海绵：包覆型骨架之间构成的空隙范围在150～200μm，开孔率可达到95%以上，质量轻盈，其密度在8～12 kg/m3。

4）厚薄可调：包覆型骨架上环氧树脂厚度可以在0.5～2μm内进行调节。

项目详细用途：

1）油水分离环保领域：应用案例：石油化工、机械加工等行业的油水分离、吸油材料

【科学依据】：150～200μm微米级三维联通的开孔网络结构，其中，大孔道提高了油品浸渍速度、渗透通量以及大量的储油空间，骨架表面环氧树脂具有丰富的官能团，能很好结合硅烷偶联剂、聚吡咯物质，形成超疏水性和亲油性的可重复使用的吸油海绵。使用中可进行浸泡、过滤两种方式。

2）吸音保温工程领域：应用案例：录音室、剧院和体育馆等吸音隔音材料、建筑中供暖、通风和空调系统的隔热等

【科学依据】：包覆型骨架海绵是充分开孔的三维网状结构，其网格的长径比L/D约在10～30之间，高达95%开孔率有利于声波进入泡沫体的深层并转变为网格的震动而被消耗掉；相比于其他半开孔海绵结构，开孔结构具有更好的保温隔热效果。

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功能化纳米材料，具有成本低、拓展性强、均匀性好等特点。

预期效益说明：

该材料仿生蜂巢的三维开孔结构，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功能化纳米材料，具有成本低、拓展性强、均匀性好等特点。典型的应用场景是功能化改性，如导电性能、催化性能、药物缓释。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。也可以应用在液体缓释（如：书写笔芯）、气体缓释（如：香薰、驱蚊）等。