DOI: 10.1021/acsami.0c0200
相對較低的抗壓強度顯著限制了電紡纖維制成的海綿的實際應用，這是因為其低于10 mg/cm3的超低密度。為了解決這一問題，采用“自粘合”的概念制備了高密度纖維狀聚酰亞胺海綿（HDPISG）。HDPISG的密度可達280 mg/cm3，孔隙率>80%，具有良好的透氣性。隨著海綿密度的增加，抗壓強度顯著提高。密度為280 mg/cm3的HDPISG在50%和80%壓縮下的抗壓強度最高，分別為5190和35900 kPa。小型HDPISG甚至可以承受超過海綿重量一萬倍的重量。熱處理后的HDPISG還具有良好的力學性能，在300℃下加熱30小時后，其抗壓強度沒有降低。進一步研究表明，HDPISG碳化后仍能保持其主要形狀。
圖1.HDPISG的SEM圖像：樣品HDPISG-A（a，a'）、HDPISG-B（b）、HDPISG-C（c）、HDPISG-D（d）、HDPISG-E（e）、HDPISG-F （f）、HDPISG-G（g）和HDPISG-H（h）。海綿按密度增加的順序顯示。
圖2.海綿密度與1-cm3樣品中的纖維量（a）和孔隙率（b）的相關性。
圖3.HDPISG在50%（a）和80%（b）壓縮下的壓縮應力-應變曲線，壓縮期間的韌性（c），一次循環壓縮測試的回路面積（能量損失）（d）和（e）分別在50%和80%壓縮下的由密度制約的抗壓強度。
圖4.由不同電紡纖維制成的不同海綿在50%（a）和80%（b）壓縮應變下的抗壓強度與密度的Ashby圖。
圖5. HDPISG-B（a）、HDPISG-D（b）、HDPISG-E（c）和HDPISG-H支持1 kg（d）、2 kg（e）和5 kg（f）的重量。HDPISG的原始高度為1 cm。括號中的值表示施加重量與海綿重量的比率。
圖6.在空氣氣氛中，以不同溫度和時間對HDPISG進行熱處理（a），以及HDPISG在300℃下分別熱處理5小時和30小時后的壓縮性能（b）。
圖7.HDPISG-E碳化之前（a）和碳化之后（b）的數字圖像及其對應的SEM圖像（c，d）。HDPISG-E碳化之前（e-g）和之后（h-j）的XPS分析。
圖8.不同密度的HDPISG的導熱系數。
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