中國粉體網(wǎng)訊 氣凝膠材料通常是指以納米級(jí)顆�；蚓酆衔锓肿渔溝嗷ゾ奂纬杉{米多孔結(jié)構(gòu)，在納米孔洞中充滿氣態(tài)分散介質(zhì)的三維多孔輕質(zhì)固體材料。氣凝膠材料具備低密度、高比表面積、高孔隙率和孔體積等結(jié)構(gòu)特性，使其具有耐高溫、低熱導(dǎo)率、低折射率和低聲傳播速度等特殊的光、熱、聲、電性能，進(jìn)而在隔熱保溫、吸附分離、生物醫(yī)用、光電催化、儲(chǔ)能轉(zhuǎn)化、吸聲隔音及高能粒子捕獲等諸多領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。
陶瓷氣凝膠擁有氣凝膠的優(yōu)點(diǎn)，也同樣具備陶瓷的缺點(diǎn)——固有的脆性和剛性。大多數(shù)現(xiàn)有的陶瓷多孔材料在沒有聚合物或碳基體作為維持物的情況下，在外部機(jī)械載荷下通常會(huì)出現(xiàn)機(jī)械強(qiáng)度下降、結(jié)構(gòu)坍塌和體積收縮。
例如，SiO2氣凝膠孔徑為1～100nm，孔隙率最高可達(dá)99.8%，比表面積可達(dá)1000m2/g，熱導(dǎo)率相對(duì)其他隔熱材料而言也非常低，因此具有優(yōu)異的隔熱和耐熱特性。但是，SiO2氣凝膠的力學(xué)性能較差(如韌性差)，限制了其使用范圍。因此，通過纖維等增強(qiáng)材料增韌SiO2氣凝膠制備氣凝膠復(fù)合材料，不但可以保持氣凝膠優(yōu)良的隔熱性能，還有望改善其柔韌性。因此，繼續(xù)制造出兼具強(qiáng)大的機(jī)械性能、耐高溫（1100°C）和良好的隔熱性能的陶瓷氣凝膠材料。
鑒于此，東華大學(xué)俞建勇院士、丁彬教授、斯陽研究員提出了一種簡(jiǎn)便的策略來制備具有彈性和穩(wěn)健機(jī)械性能以及優(yōu)異隔熱性能的納米纖維-顆粒二元協(xié)同陶瓷氣凝膠。該方法包括交聯(lián)二氧化硅顆粒氣凝膠（SGA）和ZrO2-SiO2納米纖維層以形成層狀多拱形蜂窩3D網(wǎng)絡(luò)。二氧化硅顆粒氣凝膠的納米顆�；ミB網(wǎng)絡(luò)解釋了復(fù)合氣凝膠的低導(dǎo)熱性，而多拱形薄片和柔性納米纖維確保了出色的機(jī)械性能。所得復(fù)合陶瓷氣凝膠具有輕質(zhì)特性（23mgcm–3）、可恢復(fù)壓縮應(yīng)變高達(dá)80%的超彈性、1000次循環(huán)壓縮后塑性變形為1.2%的優(yōu)異抗疲勞性、低導(dǎo)熱性（0.024Wm–1K–1）和良好的高溫超絕緣性能。此外，由于陶瓷材料的耐高溫性和結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定性，氣凝膠在超低（-196°C）和超高（1100°C）溫度下保持彈性。這項(xiàng)研究提出的這種用于制造納米纖維-顆粒復(fù)合陶瓷氣凝膠的簡(jiǎn)單技術(shù)在實(shí)踐中具有巨大的大規(guī)模應(yīng)用潛力。相關(guān)工作以“All-Ceramic and Elastic Aerogels with Nanofibrous-Granular Binary Synergistic Structure for Thermal Superinsulation”為題發(fā)表在國際頂級(jí)期刊《ACSNano》上。
參考來源：
[1]高分子科學(xué)前沿
[2]吳曉棟等.氣凝膠材料的研究進(jìn)展
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）
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