陶(tao)瓷(ci)氣(qi)凝膠(jiao)具有輕(qing)質、化學穩(wen)定和(he)超(chao)級隔(ge)(ge)熱等(deng)優點，但(dan)其(qi)應(ying)用受(shou)到脆性和(he)低強(qiang)度(du)(du)的限制。為了提(ti)高(gao)其(qi)使用性能，近年來(lai)，國(guo)內(nei)外研究(jiu)人員相(xiang)繼開發了一系列由柔性陶(tao)瓷(ci)納米結構構筑而成的彈性陶(tao)瓷(ci)氣(qi)凝膠(jiao)。該氣(qi)凝膠(jiao)克服了傳統陶(tao)瓷(ci)氣(qi)凝膠(jiao)的脆性，實現了壓縮回彈，但(dan)其(qi)強(qiang)度(du)(du)偏低，導致承載能力(li)不足。提(ti)高(gao)密度(du)(du)是提(ti)高(gao)氣(qi)凝膠(jiao)強(qiang)度(du)(du)的有效方法(fa)，但(dan)密度(du)(du)的提(ti)高(gao)又會引(yin)起材料變形(xing)能力(li)和(he)隔(ge)(ge)熱性能的降低。因此，陶(tao)瓷(ci)氣(qi)凝膠(jiao)的強(qiang)度(du)(du)、變形(xing)和(he)隔(ge)(ge)熱性能之間(jian)存在著復雜的相(xiang)互關聯。

為此(ci)，西安交通大學(xue)材(cai)料學(xue)院王(wang)紅潔教授課題組(zu)基于前期在(zai)(zai)(zai)彈(dan)性(xing)(xing)陶(tao)瓷氣(qi)凝膠(jiao)(jiao)(jiao)變形(xing)和(he)(he)隔熱(re)機理方面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)相關研究，從結構設計的(de)(de)(de)(de)(de)角度，提出(chu)并制備了一(yi)種(zhong)由(you)碳化(hua)硅基陶(tao)瓷納米(mi)線(xian)(xian)構筑(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)層(ceng)狀陶(tao)瓷氣(qi)凝膠(jiao)(jiao)(jiao)。該設計既(ji)可(ke)以(yi)提高(gao)納米(mi)線(xian)(xian)在(zai)(zai)(zai)氣(qi)凝膠(jiao)(jiao)(jiao)變形(xing)過程中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)變形(xing)抗力，又保持了納米(mi)線(xian)(xian)在(zai)(zai)(zai)變形(xing)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)柔性(xing)(xing)和(he)(he)可(ke)變形(xing)能(neng)力，實(shi)現(xian)高(gao)強(qiang)(qiang)度和(he)(he)高(gao)柔性(xing)(xing)；同時還可(ke)以(yi)引導熱(re)流(liu)定向(xiang)傳(chuan)輸，保證其良好的(de)(de)(de)(de)(de)隔熱(re)性(xing)(xing)能(neng)。所獲(huo)得的(de)(de)(de)(de)(de)層(ceng)狀SiC-SiOx納米(mi)線(xian)(xian)氣(qi)凝膠(jiao)(jiao)(jiao)，除具有可(ke)回復的(de)(de)(de)(de)(de)壓縮(suo)性(xing)(xing)能(neng)、彈(dan)塑性(xing)(xing)拉伸(shen)變形(xing)，以(yi)及彎(wan)曲變形(xing)能(neng)力外，與其它彈(dan)性(xing)(xing)陶(tao)瓷氣(qi)凝膠(jiao)(jiao)(jiao)相比，其強(qiang)(qiang)度和(he)(he)模量增(zeng)幅最高(gao)可(ke)達10倍以(yi)上，是(shi)一(yi)種(zhong)柔而強(qiang)(qiang)的(de)(de)(de)(de)(de)陶(tao)瓷氣(qi)凝膠(jiao)(jiao)(jiao)。此(ci)外，該氣(qi)凝膠(jiao)(jiao)(jiao)在(zai)(zai)(zai)較寬的(de)(de)(de)(de)(de)溫度范圍內（-196到1200°C以(yi)上）還表現(xian)出(chu)良好的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)穩定性(xing)(xing)，以(yi)及較低的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)導率。

圖1. 柔而強(qiang)(qiang)的陶瓷(ci)氣(qi)凝膠：a) 宏觀形貌；b) 截面(mian)層(ceng)狀(zhuang)結(jie)構；c) 層(ceng)內納米線高度(du)交聯；d) 壓縮(suo)回彈(dan)性(xing)及高承(cheng)載；e) 彈(dan)塑性(xing)拉(la)伸變(bian)形及高拉(la)強(qiang)(qiang)度(du)；f) 可恢(hui)復的彎曲(qu)變(bian)形及高彎曲(qu)強(qiang)(qiang)度(du)

該研究成(cheng)果以“Strong yet Flexible Ceramic Aerogel”為題，已于近(jin)日(ri)發表在《自(zi)然·通(tong)訊》（Nature Communications）雜志上(shang)。西安(an)(an)交(jiao)通(tong)大學材(cai)料(liao)學院蘇(su)磊(lei)特聘研究員為論文(wen)第(di)一(yi)作者，王紅潔(jie)教授為論文(wen)的通(tong)訊作者。西安(an)(an)交(jiao)通(tong)大學金屬材(cai)料(liao)強度國(guo)家重點實(shi)驗室為論文(wen)第(di)一(yi)通(tong)訊單位(wei)。該研究得到了國(guo)家自(zi)然科學基金、西安(an)(an)交(jiao)通(tong)大學青年拔尖人才計劃等項目的資助。

來源：保溫材(cai)料與(yu)節能技術(shu)