ACHAs的制备、表征和性能。a)冷冻铸造和热蚀刻相结合制备ACHAs的示意图。
含CNFs和PHAs的均匀水分散体被定向冷冻铸造，通过挤压分散体建立定向通道。PHA颗粒的热蚀刻形成了细胞壁上的次生孔。b, c)显示ACHA各向异性和分层微观结构的SEM图像。插图b)显示一个超轻的ACHA样品放在蒲公英上。d) FTIR光谱显示特征峰在1720 cm-1时，ACHA中分配给C=O的值消失，表明PHA被有效去除。e)定制形状的ACHAs的大规模制造。f)显示ACHA在180°大角度下的可扭性和可恢复性的照片。
机械性能的表征。a-c)三种纤维素气凝胶(DCA、ACA和ACHA)在50%应变循环试验下的压缩应力-应变曲线。插图显示测试前后对应样本的高度保留情况。d)三种纤维素气凝胶在50%应变下的10个压缩循环的应力降低、e)塑性变形和f)能量损失系数，表明ACHA具有最佳的弹性。g) ACHA在50%应变下105次循环的应力-应变曲线，留下~5%的塑性变形。h)与先前报道的纤维素基相比，ACHA气凝胶的高度保留率。括号中的百分数表示循环试验后保留的应力，第二个数字表示相关参考资料。i)显示ACHA在液氮中大应变高达80%时的稳定性和弹性的照片。
ACHAs的宏观和微观结构变形观察。a)压缩应变50%及释放之后ACHA的SEM观察。b) FIB-SEM纳米操纵器与细胞壁相互作用示意图。在纳米操作器缓慢向上移动并接触单个细胞壁的过程中获得原位扫描电镜图像。c)原位扫描电镜图像显示ACHA多孔细胞壁的局部变形，验证了多孔细胞壁的增强变形能力。d)弯曲ACHA的扫描电镜图像，揭示了压缩和拉伸侧的变形机理。弯曲方向与取向通道平行。e)可折叠和可回收的ACHA的照片。f)高速摄像机实时图像显示ACHA可在61 ms内从弯曲到90°角恢复。a)比例尺为500 μm, c)比例尺为10 μm, e, f)比例尺为1 cm。
ACHAs的空气过滤性能。a、b)不同样品(5mm厚ACHA、10mm厚ACHA和商用口罩)在a) 1 L min-1和b) 5 L min-1流速下的PMs去除效率。气流方向与定向通道平行。c) 30次循环试验(1 L min-1)表明10 mm厚的ACHA具有稳定的PMs去除效率和压降。d)自制PMMA吸烟实验箱示意图。pm由香烛产生，气流方向用箭头表示。e)去除机理说明和f)吸烟实验后10mm厚ACHA的扫描电镜显示吸收的pmms。f)中插入的是测试后的样品。插花的比例尺为1厘米。