中國科學傢研究團隊成功開發出一種耐火陶瓷納米纖維氣凝膠

一個由中國科學傢率領的研究團隊成功開發出一種超輕質新型陶瓷材料,不僅具備傳統陶瓷材料耐高溫、隔熱好等優點,而且如同海綿一樣富有柔性和彈性,有望應用於航空航天、電子信息等領域。論文通訊作者、中國東華大學紡織材料學研究員丁彬認為,新型陶瓷未來可用於開發電磁屏蔽材料、柔性電子器件、生物組織工程支架和高性能催化劑載體等。

相關論文27日發表於美國《science》雜志子刊《science advences》上。論文第一作者、加利福尼亞大學戴維斯分校博士後研究員斯陽對新華社記者說,與傳統陶瓷氣凝膠的珠鏈狀納米顆粒結構不同,新材料在纖維冷凍成型技術的作用下,具有獨特的纖維狀腔壁結構。

中國科學傢研究團隊成功開發出一種耐火陶瓷納米纖維氣凝膠
陶瓷纖維的制備示意圖

斯陽介紹說,這些纖維狀腔壁包含大量尺寸為100納米到1微米的網孔,其中陶瓷纖維緊密粘結,在外力作用下可快速形變和復原。

研究團隊發現,纖維狀的陶瓷結構中,纖維直徑為200納米,在1100攝氏度高溫下仍可壓縮回彈;經過多達500次壓縮後,塑性形變僅為12%。

此外,這種新型陶瓷的重量顯著降低,最低密度可達每立方厘米0.15毫克;而且具有超高孔隙率和曲折網孔通道,可減少熱對流效應,隔熱性能優異。

中國科學傢研究團隊成功開發出一種耐火陶瓷納米纖維氣凝膠
(A, B) 電鏡照片; (C) 站立在羽毛上的陶瓷纖維;(D-F) 多次壓縮性能測試

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