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東華大學研發(fā)出超彈無機納米纖維氣凝膠！經(jīng)得起百萬次壓縮，無懼高溫、液氮！
【塑料機械網(wǎng) 科技創(chuàng)新】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的納米纖維研究團隊在超彈無機納米纖維氣凝膠領域取得了重要進展。相關研究成果以“In situ Synthesis of Biomimetic Silica Nanofibrous Aerogels with Temperature-Invariant Superelasticity over One Million Compressions”為題發(fā)表在化學領域的著名期刊《德國應用化學》(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)境防護等領域應用前景廣闊。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，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)
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，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、生物工程等領域?qū)崿F(xiàn)*應用。
(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、上海市科學技術委員會項目的大力資助。
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