鑽石舞台

隨着人口增長、城市化以及噪音源增長，環境噪聲污染對居民和社區的威脅愈發嚴重，包括引起聽力喪失、睡眠中斷，甚至心血管疾病，這迫使人們在建築中添加吸聲材料。另一方面，在建築中使用適當的隔熱材料，可以提高居住質量並節約能源成本。傳統的吸聲和隔熱材料在生產使用時會排放大量的溫室氣體，而基於可持續材料（如棉、麻等纖維素材料）的替代品則需要單獨種植或開採。與這些材料來源相比，廢棄生物質材料具有高纖維素含量、廉價易得和環保可持續的優點，因此近年來受到了研究者的關注。

近日，芬蘭阿爾托大學Jaana Vapaavuori團隊在Advanced Sustainable Systems發表了研究文章，報道了一種從廢棄生物質中提取纖維素，並製備為纖維素氣凝膠的方案，所製備材料具有優異的吸聲性能。

在本工作中，作者選擇了不同的廢棄生物質作為材料來源，包括羽衣甘藍莖、大麥粒和波西多尼亞海草，並對材料成分進行了表徵。隨後，作者對選定的生物質進行了洗滌、研磨、篩分和乾燥，再用次氯酸鈉進行去木質化，最後用硫酸溶液進行水解，製備了對應的纖維素納米晶。製備完成後，作者運用X射線衍射和透射電子顯微鏡進行了結構表徵，並測定了不同納米晶的單糖譜。

隨後，作者用冷凍乾燥的方法製備了纖維素氣凝膠，並考察了過程中纖維素濃度、鹽添加量和疏水物質添加的影響。結果表明，濃度和添加劑對氣凝膠密度產生主要影響，而氣凝膠的耐熱性則主要取決於纖維素的濃度。

在吸聲實驗中，4%纖維素濃度的氣凝膠表現出了最高的吸聲效果，優於商用的岩棉、聚酯材料，同時具有較低的密度（50~70 mg cm-3）。此外，製備過程中聚乳酸的添加有利改善吸聲性能，並提高氣凝膠的機械加工性能和防水性。作者表示，這種基於廢棄生物質的纖維素氣凝膠具有加工簡便、性能優異和可持續的特點，有望取代市售的建築用吸聲材料。