2026年5月6日,Nature Communications文献《化学法制备氧气的凝胶结构可穿戴微反应器》
1. 核心问题:如何解决传统刚性微反应器无法穿戴,而柔性材料又难以兼顾机械强度、流体稳定性与高效传质的矛盾,实现恶劣环境下(如高原)的连续化学合成。
2. 研究思路:采用“铠甲式”封装策略。先用热缩管包裹芳纶气凝胶中空纤维(AAAHF)构建柔性骨架,再注入全氟聚醚(PFPE)润滑剂形成“固-液复合”微通道,利用纳米限域效应降低流体阻力。
3. 关键结果:
1) 材料兼具高强韧性(拉伸强度17.6 MPa,断裂伸长率770%)与抗污染能力。
2) 润滑层使流体阻力降低高达68.1%,能耗仅为普通管道的45%。
3) 集成系统在4998米高原实测中,实现了26498 g·L⁻¹·h⁻¹的时空产率与100%纯氧稳定输出。
4. 创新亮点:
1) 结构设计:首创“铠甲护核”气凝胶纤维,破解了柔性与孔隙率的互斥难题。
2) 传输机制:仿生构建纳米限域润滑层,大幅降低微流体能耗。
5. 应用前景:为高原供氧、应急救援及可穿戴原位药物合成提供了全新的材料平台与装备范式。
Yuzhen Li, Yafei Ding, Yongji Li & Xuetong Zhang, Chemical O2-generated aerogel-structured wearable microreactors, Nature Communications, 2026, https://doi.org/10.1038/s41467-026-72772-3.

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