Modern insulation materials such as mineral wool are common but have known health risks. Cellulose-based insulation is an improvement regarding health but is flammable by itself and can settle. Aerogels are an attractive insulation material due to their incredible insulation while also very light, they are made from an abundant non-toxic material (silicon oxide). Several challenges need to be overcome to be viable for common use. Critical point drying is often used which is slow and has a high risk of failure. Further aerogels are brittle where even small deformations result in breaking, limiting their use.This work focused on using graphene oxide, mycelium, or cellulose as organic templates to make organic/inorganic hybrid aerogels by controlled silane condensation.Using graphene oxide (GO) showed that both APTES and TEOS were able to form uniform, smooth silane layers on an organic GO template. It was also possible to remove the GO template without changing the formed silicon oxide material using high temperature. With similar developed condensation conditions, it was possible to form SiOx coatings on bacterial cellulose nanofibrils (bCNF), the choice of silane allowed control over the formed coating morphology, and the modified bCNF dispersion could be freeze-dried into aerogels. To explore the developed coating methodology, another promising insulation material (mycelium) was used as a template. The mimicking of the mycelium hyphae was shown possible, enabling silicon oxide nanofibers after the removal of the mycelium template. Lastly, sol-gel formed organic/inorganic aerogels were developed, using bCNF as a toughening matrix, enabling high flexibility without crack formation or shattering even after significant deformation. The aerogels were thermally stable, flexibile, and avoided critical point drying allowing for large-scale aerogel production.

Moderna isoleringsmaterial som mineralull är vanliga men har kända hälsorisker. Cellulosabaserad isolering är ett hälsomässigt bättre alternativ, men är ofta brandfarlig och kan sjunka ihop. Aerogeler är ett attraktivt isoleringsmaterial för deras höga isoleringsförmåga och låg vikt. Dessutom är de basserade på (kiseloxid) som är vanlig och icke-toxiskt. Aerogeler har flera utmaningar före de kan övervägas för kommersielt bruk. Kritisk punkt-torkning används ofta, vilket är en långsam process med hög risk för misslyckande. Dessutom är Aerogeler sköra, och även låg deformering kan leda till att materialet går sönder, vilket begränsar deras användning.Detta arbete fokuserade på att använda grafenoxid, mycel eller cellulosa som organiska mallar för att skapa organiska/inorganiska hybrid-aerogeler genom kontrollerad silankondensation. Användning av grafenoxid (GO) visade att både APTES och TEOS kunde bilda jämna, släta silanlager på en organisk GO-mall. Det var också möjligt att ta bort GO-mallen utan att ändra det bildade kiseloxidmaterialet med hjälp av hög temperatur. Med liknande kondensationsförhållanden var det möjligt att bilda SiOx-beläggningar på bakteriella cellulosa-nanofibriller (bCNF). Valet av silan tillät kontroll över den bildade beläggningens morfologi, och den modifierade bCNF-dispersionen kunde frystorkas till aerogeler. För att ytterligare utforska den utvecklade beläggningsmetoden användes ett annat lovande isoleringsmaterial (mycel) som mall. Det visade sig möjligt att efterlikna mycelhyferna, vilket möjliggjorde framställning av kiseloxid-nanofibrer efter avlägsnande av mycelmallen.Slutligen utvecklades sol-gelbildade organiska/oinorganiska aerogeler genom att använda bCNF som en försegningsmatris, vilket möjliggjorde hög flexibilitet utan sprickbildning eller sönderfall även efter hög deformering. Aerogelerna var termiskt stabila, flexibla och kunde undvika kritisk punkt-torkning, vilket öppnar upp för storskalig produktion av aerogeler.