中國粉體網(wǎng)訊 近日,東華大學紡織科技創(chuàng)新中心俞建勇院士及丁彬研究員帶領(lǐng)的納米纖維研究團隊在超彈無機納米纖維氣凝膠領(lǐng)域取得了重要進展。相關(guān)研究成果以“In situ Synthesis of Biomimetic Silica Nanofibrous Aerogels with Temperature-Invariant Superelasticity over One Million Compressions”為題發(fā)表在化學領(lǐng)域的著名期刊《德國應(yīng)用化學》(Angewandte Chemie International Edition)上,文章DOI:10.1002/anie.202001679,該論文第一作者為東華大學紡織學院的博士生王斐,共同通訊作者為丁彬研究員和斯陽研究員。
近年來,陶瓷氣凝膠因具有低密度、低熱導率、耐腐蝕、化學穩(wěn)定性好等優(yōu)點,在高溫隔熱、能源儲存、環(huán)境防護等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。然而,傳統(tǒng)的陶瓷材料普遍存在脆性大、硬度大、不可壓縮等問題,嚴重限制了其實際應(yīng)用。針對上述問題,該研究團隊通過以氧化硅納米纖維為構(gòu)筑基元,通過纖維冷凍成型方法在纖維間原位構(gòu)筑“類橡膠”彈性粘結(jié)網(wǎng)絡(luò),進而制備出一種具有仿燈芯草纖維框架結(jié)構(gòu)的超彈氧化硅納米纖維氣凝膠。
(氧化硅納米纖維氣凝膠的仿生結(jié)構(gòu)及其彈性粘結(jié)網(wǎng)絡(luò))
氣凝膠的纖維框架結(jié)構(gòu)不僅賦予了其超彈特性,同時顯著降低了材料的重量,最低密度為0.25mg/cm3。該陶瓷氣凝膠在-100℃到500℃的溫度范圍內(nèi)均表現(xiàn)出超彈性,可承受一百萬次的疲勞壓縮(5%應(yīng)變),甚至在高溫火焰(1100℃)和液氮(-196 ℃)中仍可壓縮回彈。此外,該材料還具有良好的耐火性和隔熱性能,其導熱系數(shù)低至24mW m–1 K–1。該成果有望在高溫隔熱、航空航天、生物工程等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)特效應(yīng)用。
(氧化硅納米纖維氣凝膠不隨溫度而變的超彈特性)
該項研究得到國家自然科學基金、上海市教育委員會、上海市科學技術(shù)委員會項目的大力資助。
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/墨玉)
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