有机气凝胶因其极小的密度和优异的隔热性能,在建筑装饰、交通运输和航空航天等领域具有广阔的应用前景。然而,大多数有机气凝胶主要由碳、氢元素构成,遇火极易燃烧,严重威胁人们的生命和财产安全。目前,主要依靠添加阻燃剂来提高有机气凝胶的阻燃性能。然而,阻燃有机气凝胶在使用过程中,特别是应用于高温隔热领域时,依然存在着闪燃和助长火灾蔓延的风险,无法满足日益提高的消防安全要求。因此,本论文将有机气凝胶与蒙脱土、碳纳米管和碳化钛（MXene）纳米片等复合,制备了壳聚糖基和聚酰亚胺基复合气凝胶,在有效提高气凝胶阻燃性能的同时,赋予其灵敏的火灾预警功能,克服了传统烟雾报警器反应延时的缺陷,使其在起火燃烧前触发火警,为人们撤离和救灾赢得更多的时间,大幅提升了有机气凝胶的消防安全性,为万物互联时代智能防火材料的制备与应用开辟了新思路,具有重要的科学意义和巨大的应用价值。主要研究内容和结果包括:（1）以羧甲基壳聚糖（CCS）、蒙脱土（MMT）和氨基化碳纳米管（A-CNT）为原料,以戊二醛（GA）为交联剂,经冷冻干燥得到具有灵敏火灾预警功能的阻燃CCS/MMT/A-CNT（CCA）复合气凝胶。研究发现,当接触火焰时,CCA可在短至0.25 s的时间内触发火警。与CCS气凝胶相比,CCA复合气凝胶的热释放速率峰值（PHRR）、热释放总量（THR）、CO释放量和烟释放总量（TSP）显著降低。CCA复合气凝胶的极限氧指数（LOI）均高于27%,离火会快速发生自熄。其火灾预警和阻燃作用机理为:当遭遇高温时,A-CNT侧链的氨基快速脱除,还原为具有优良导电性能的碳纳米管,因其固有的半导体特性,表现出敏感的热致电阻变化;CCS的交联和炭化使得碳纳米管之间的接触更为紧密,使得气凝胶的电阻快速降低,从而引起电路中的电流急剧上升,触发火警。当CCA复合气凝胶被火焰灼烧时,在MMT固体酸催化作用下,作为气凝胶骨架的CCS被迅速催化成炭,形成致密连续的三维网络炭层。另外,MMT良好的阻隔作用和气凝胶的分级多孔结构有效阻断了氧气、可燃气体和热量的传输,从而显著提高了CCA复合气凝胶的阻燃性能。此外,CCA复合气凝胶具有良好的力学回弹性、优异的抗疲劳性能和压力传感性能,使其可应用于人体运动监测。（2）以4,4’-二氨基二苯醚、均苯四甲酸二酐和三乙胺为原料,以N,N’-二甲基乙酰胺为溶剂合成了聚酰胺酸（PAA）。经冷冻干燥、热酰亚胺化还原和MXene水溶液浸涂后得到具有火灾预警、温度感知和压阻传感功能的多功能聚酰亚胺@MXene（PI@MXene）复合气凝胶。研究发现,PI@MXene复合气凝胶具有突出的力学性能,在压缩80%应变后仍能回复,在30%应变下最大应力高达209 k Pa,比聚酰亚胺（PI）气凝胶提高了69%。在50～250℃范围内,PI@MXene复合气凝胶产生的热电电压与温差呈线性关系。当第一次用酒精灯灼烧PI2@MXene-1复合气凝胶时,可在4.67 s内触发火警。在第五次循环火警测试中,触发时间也仅为3.66 s。MXene不仅赋予PI@MXene复合气凝胶灵敏的温度感知和火灾预警功能,还提高了复合气凝胶的阻燃性能和热稳定性能。当用酒精灯灼烧PI2@MXene-1复合气凝胶60 s后撤去火焰,气凝胶可在1 s内发生自熄。这是由于PI的炭化、MXene的片层阻隔和部分MXene氧化生成的二氧化钛（Ti O2）共同作用在气凝胶表面形成致密的保护层,阻隔氧气、可燃气体和热量的传输,从而提高气凝胶的阻燃性能。（3）以二氧化硒（Se O2）和硝酸银（Ag NO3）等为原料合成了硒化银纳米线（Ag2Se NW）,并将其作为MXene的热电协同增强材料,通过一步浸涂法制备了具有火灾预警功能、温度感知和电热功能的PI@（Ag2Se NW/MXene）（PAM）复合气凝胶。研究发现,在同一温差下,PAM复合气凝胶产生的热电电压均高于PI@MXene复合气凝胶。当Ag2Se NW与MXene的质量比为1:1时,所制备的PA1M1复合气凝胶具有最佳的热电效能。当遭遇火焰灼烧时,PA1M1复合气凝胶可在4.03 s触发火警。即使在第20次循环测试中,PA1M1复合气凝胶仍能在6 s内触发火警。另外,PAM复合气凝胶的极限氧指数（LOI）值高于48%,显示出突出的阻燃性能。而且,PA1M1复合气凝胶的最大热失重速率温度和质量残余率均高于PI@MXene气凝胶,其热释放速率明显下降。这主要是由于Ag2Se NW在气凝胶中发挥了骨架支撑作用,使气凝胶燃烧形成的炭层和MXene片层不易发生坍塌,具有更好的阻隔作用。此外,采用聚二甲基硅氧烷（PDMS）浸涂能够赋予PAM复合气凝胶优异的疏水和自清洁性能,进一步拓展了气凝胶的应用范围。