中國粉體網訊 高效隔熱材料的力學性能、熱穩定性和化學穩定性是保證其安全應用的關鍵。與傳統隔熱材料相比，陶瓷氣凝膠的低導熱系數和優異的化學穩定性（如耐火和耐腐蝕性能等）賦予了其明顯的優勢。但是，傳統陶瓷氣凝膠一般由氧化物納米顆粒組成，其脆性和高溫下的結構坍塌限制了其實際應用。近年來，以柔而韌的陶瓷納米結構構筑陶瓷氣凝膠材料，實現了陶瓷氣凝膠從脆性向彈性的轉變。但這類材料一般具有隨機分布的氣孔結構，通常表現出較低的剛度。同時，與傳統陶瓷氣凝膠的納米孔結構不同，這種隨機分布的氣孔不能有效降低熱傳導，從而造成其相對較高的熱導率。
為了解決上述問題，王紅潔教授課題組以SiC納米線為基本構筑單元，通過各向異性的多級孔結構設計，構筑具有各向異性氣孔和多級熱阻結構的SiC@SiO2納米線氣凝膠：一方面利用各向異性的孔結構作為增強肋提高其軸向比模量，另一方面利用多級導熱屏障降低其徑向熱導率，最終獲得軸向比模量高達24.7 kN·m·kg-1、徑向熱導率僅為0.014 W·m-1K-1的彈性陶瓷氣凝膠，實現了彈性陶瓷氣凝膠力學性能和隔熱性能的同步提升。
上述成果以“Anisotropic and hierarchical SiC@SiO2nanowire aerogel with exceptional stiffness and stability for thermal superinsulation”為題，于近日在線發表于國際權威期刊Science Advances（影響因子：12.804）。該成果是課題組在彈性陶瓷氣凝膠研究領域取得的多項成果（ACS Nano, 2018, 12, 3103；ACS Appl. Mater. Interfaces, 2019, 11, 15795; ACS Appl. Mater. Interfaces, 2019, 11, 45338; ACS Appl. Mater. Interfaces, 2020, 12, 8555等）之后的又一成果。
論文第一作者為西安交通大學蘇磊博士，通訊作者為王紅潔教授，西安交大為第一作者單位和通訊作者單位，美國加州大學歐文分校潘曉晴教授團隊也參與了部分研究工作。
該工作得到國家自然科學基金、陜西省創新能力支持計劃和西安交通大學創新能力提升計劃等項目的支持。
論文鏈接：https://advances.sciencemag.org/content/6/26/eaay6689
（中國粉體網編輯整理/初末）
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