華南農業大學生物質工程研究院教授王清文帶領的生物質材料·家居工程團隊在木質素基功能材料研究領域取得新進展。相關研究發表于ACS Nano。博士后樊奇為該論文第一作者，歐榮賢副教授和王清文教授為通訊作者。
生物質聚合物/二氧化硅納米復合氣凝膠具有極佳的保溫隔熱能力以及綠色可再生特性，因而在節能工程研究領域得到了廣泛關注。然而，機械強度低和環境穩定性差等問題嚴重制約了該類復合材料的發展。
木質素是一種產量大，具有復雜芳香骨架結構的植物聚多酚，表現出諸如高的分子“剛度”、良好的疏水性以及優異的耐熱性等極具吸引力的天然屬性。由于木質素和二氧化硅前驅體在共溶膠過程中的熱力學不穩定性，制備高性能的三維塊體木質素/二氧化硅納米復合氣凝膠仍然是一個巨大的挑戰。
在硅藻中，硅酸縮合反應前的穩定化作用是通過生物分子（如多胺、多糖分子）干預非共價鍵相互作而完成的。受此啟發，研究團隊利用乙二醇作為仿生分子，成功穩定了交聯木質素/硅氧烷共溶膠過程，并在此基礎上通過“水誘導自組裝&原位礦化”策略，成功制備了一種超強二氧化硅礦化木質素納米復合氣凝膠（LigSi）材料，該氣凝膠具有可調節的多級微納米結構和良好的機械加工性。優化后的LigSi具有比同類材料更高的比模量和比強度，并表現出優良的耐濕保溫性、防火性、本征的自清潔/超疏水性以及近紅外反射能力，因此在節能建筑領域具有潛在的應用前景。
該工作率先解決了大尺度、高強度木質素/二氧化硅納米復合氣凝膠的制備難題，為木質素高值化利用提供了新策略和新思路，并對多功能生物基節能建材的開發具有一定的指導意義。
該研究工作得到了國家重點研發計劃課題、國家自然科學基金、廣東省重點領域研發計劃項目、廣州市“林業工程”重點學科等項目的資助。