陶瓷氣凝膠或成航空航天新材料

陶瓷氣凝膠或成航空航天新材料

該研究成果基於5年的石墨烯氣凝膠基礎研究,並歷時2年完成。該論文第一作者、哈爾濱工業大學土木工程學院副教授徐翔向《中國科學報》介紹,前期的基礎研究完成瞭石墨烯氣凝膠的超彈性、負泊松比、超輕、導電、流體行為、耗能行為等研究。

陶瓷氣凝膠或成航空航天新材料

於是,研究團隊在負泊松比增強石墨烯氣凝膠變形特性的研究基礎上,采用在石墨烯氣凝膠模板原位沉積陶瓷的CVD技術,並通過加熱刻蝕模板的方法,使得制備所得的陶瓷氣凝膠不但獲得瞭負泊松比特性,並通過孔壁的“雙壁”亞結構,同時實現瞭陶瓷氣凝膠的負熱膨脹特性,從而極大增強瞭陶瓷氣凝膠的力學及熱學等性能。

據瞭解,與聚合物和環氧樹脂不同,陶瓷材料不易熔化、分解或軟化;與諸如有機物的其他物質相比,其化學鍵不因熱和紫外輻射而斷裂,且具有良好的導熱性。此外,陶瓷不會在深層空間的極端真空中排出氣體,具有優良的電氣隔離特性,即使在長久高溫下也有長壽命,是優質的航空航天材料之選。

陶瓷氣凝膠或成航空航天新材料

該論文通訊作者、加州大學洛杉磯分校化學系教授段鑲鋒告訴《中國科學報》,該陶瓷氣凝膠為解決陶瓷超輕結構的脆性問題,以及受熱析晶問題提供瞭研究思路,極大地促進瞭陶瓷氣凝膠在隔熱、催化、能源、環境治理、航空航天等領域的應用。

段鑲鋒表示,該項研究僅僅是一個開始,下一步研究團隊將繼續研制更柔韌,能適應更高工作溫度,具有更低導熱系數的陶瓷氣凝膠超輕結構,進一步促進陶瓷氣凝膠在多領域的廣泛應用。

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