【資訊】國防科大&西安交大《CEJ》：新型超輕質(zhì)耐高溫超隔熱氣凝膠！
【資訊】國防科大&西安交大《CEJ》：新型超輕質(zhì)耐高溫超隔熱氣凝膠！
新型高速航天飛行器熱防護(hù)系統(tǒng)對兼具低密度、高強度、耐高溫和低熱導(dǎo)的高性能氣凝膠隔熱材料提出了迫切需求。然而，傳統(tǒng)顆粒狀氣凝膠通常需要用高密度纖維進(jìn)行力學(xué)增強，并且在1200°C以上易發(fā)生燒結(jié)，新興的超輕納米纖維氣凝膠常溫?zé)釋?dǎo)率很低，但由于大量微米級通孔的存在，難以有效抑制高溫輻射傳熱。此外，為了避免吸濕導(dǎo)致的隔熱性能衰減，氣凝膠通常需要經(jīng)過復(fù)雜的后處理以獲得疏水性。因此，開發(fā)區(qū)別于納米顆粒和納米纖維的新型氣凝膠迫在眉睫。
近日，國防科技大學(xué)馮堅團(tuán)隊和西安交通大學(xué)唐桂華團(tuán)隊基于碳層封裝策略，聯(lián)合開發(fā)出一種新型多功能Al2O3-C"核-殼"納米棒氣凝膠。該材料兼具超輕質(zhì)（0.086g·cm-3）、高強度（比抗壓強度為69.83kN/m·kg-1）、超低熱導(dǎo)（1200℃下熱導(dǎo)率為0.065W/m-1·K-1）、超高耐溫（氬氣中高達(dá)1500℃，脫碳后在空氣中高達(dá)1400℃）以及本征超疏水（1000次摩擦循環(huán)后疏水角仍為156°）等優(yōu)異性能，其中熱導(dǎo)率較國內(nèi)外同類隔熱材料最低值優(yōu)20%，密度降低75%。相關(guān)成果以題"Carbon Layer Encapsulation Strategy for Designing Multifunctional Core-Shell Nanorod Aerogels as High-Temperature Thermal Superinsulators"發(fā)表在著名期刊《Chemical Engineering Journal》上。國防科大博士研究生柳鳳琦和西安交大博士研究生賀晨波為共同第一作者，國防科大姜勇剛副研究員與馮堅研究員為共同通訊作者。
綜上所述，該研究工作提出了一種新型碳層封裝策略，通過在具有高長徑比的超細(xì)Al2O3納米棒表面原位引入碳層來制備具有"核-殼"結(jié)構(gòu)的二元氣凝膠，碳涂層同時發(fā)揮了骨架增強、紅外遮光、相變抑制和疏水功能，賦予材料超輕質(zhì)、高強度、耐溫超隔熱以及本征超疏水性等優(yōu)異特性，為制備新型高速航天飛行器熱防護(hù)系統(tǒng)用高性能隔熱材料提供了新思路。
本文來源：材料科學(xué)與工程
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