陶瓷气凝胶或成航空航天新材料

陶瓷气凝胶或成航空航天新材料

该研究成果基于5年的石墨烯气凝胶基础研究,并历时2年完成。该论文第一作者、哈尔滨工业大学土木工程学院副教授徐翔向《中国科学报》介绍,前期的基础研究完成了石墨烯气凝胶的超弹性、负泊松比、超轻、导电、流体行为、耗能行为等研究。

陶瓷气凝胶或成航空航天新材料

于是,研究团队在负泊松比增强石墨烯气凝胶变形特性的研究基础上,采用在石墨烯气凝胶模板原位沉积陶瓷的CVD技术,并通过加热刻蚀模板的方法,使得制备所得的陶瓷气凝胶不但获得了负泊松比特性,并通过孔壁的“双壁”亚结构,同时实现了陶瓷气凝胶的负热膨胀特性,从而极大增强了陶瓷气凝胶的力学及热学等性能。

据了解,与聚合物和环氧树脂不同,陶瓷材料不易熔化、分解或软化;与诸如有机物的其他物质相比,其化学键不因热和紫外辐射而断裂,且具有良好的导热性。此外,陶瓷不会在深层空间的极端真空中排出气体,具有优良的电气隔离特性,即使在长久高温下也有长寿命,是优质的航空航天材料之选。

陶瓷气凝胶或成航空航天新材料

该论文通讯作者、加州大学洛杉矶分校化学系教授段镶锋告诉《中国科学报》,该陶瓷气凝胶为解决陶瓷超轻结构的脆性问题,以及受热析晶问题提供了研究思路,极大地促进了陶瓷气凝胶在隔热、催化、能源、环境治理、航空航天等领域的应用。

段镶锋表示,该项研究仅仅是一个开始,下一步研究团队将继续研制更柔韧,能适应更高工作温度,具有更低导热系数的陶瓷气凝胶超轻结构,进一步促进陶瓷气凝胶在多领域的广泛应用。

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