丝肽纳米气凝胶：一种生物衍生的富胺平台，用于快速和可逆的二氧化碳捕集

尽管对生物基材料的关注日益增加，但使用富胺天然吸附剂进行快速、低温的二氧化碳捕集仍然受到限制。各种多孔固体吸附剂作为有前景的碳捕集材料引起了显著的研究兴趣。然而，高合成成本、有限的二氧化碳吸附能力、缓慢的吸附-脱附动力学、高吸附剂再生温度和较差的操作稳定性仍然是它们在实际应用中的主要挑战。在这里，我们提出了从天然桑蚕丝中提取得到的丝肽纳米气凝胶，作为一种可持续、富胺、且不含固体支撑的吸附平台，用于能效高的二氧化碳捕集。这些气凝胶的二氧化碳吸附能力与最先进的氨基酸及氨基酸离子液体基固体吸附剂相当。热重分析证实其热稳定性高达约250°C，显著高于传统的胺吸附剂，而完全的吸附剂再生仅需60°C。此外，丝肽纳米气凝胶展示了快速的吸附-脱附动力学、优秀的多循环稳定性，以及在潮湿条件下完全保持二氧化碳吸附能力。光谱分析（XPS、FTIR、拉曼和固态13C NMR）确认了通过丝肽表面的内在胺位点进行可逆的二氧化碳化学吸附。总体而言，这项工作确立了丝肽纳米气凝胶作为通往能源高效二氧化碳捕集的可持续低成本途径。