氮化硼氣凝膠研究領(lǐng)域的研究突破

      氣凝膠，被譽為改變世界的新材料，具有孔隙率高、比表面積大、密度低、絕熱性能好等優(yōu)異理化性質(zhì)，在熱/聲/電絕緣、催化劑/藥物載體、星際塵埃收集、環(huán)境修復(fù)、能源與傳感等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用前景。然而，其自身力學(xué)缺陷，如強度弱、易脆、變形能力差等弊端，尤其是較寬溫度范圍內(nèi)抵抗不同載荷沖擊能力，成為氣凝膠獲得實際應(yīng)用的最重要障礙之一。

      針對上述問題，中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)聯(lián)合蘇州熱象納米的氣凝膠團隊與德國科學(xué)家合作，將實驗設(shè)計與理論計算相結(jié)合，通過溶劑組分調(diào)控氫鍵網(wǎng)絡(luò)，尋找到一條簡便、高效、綠色的合成路徑，成功制備得到超柔性氮化硼納米帶氣凝膠，并實現(xiàn)了氣凝膠材料在很寬溫度范圍內(nèi)（-196 °C~1000 °C）及不同載荷沖擊形式（壓縮、彎曲、扭曲、剪切等）下的柔性保持。

      研究表明，該氮化硼氣凝膠由超?。▇3.2 nm）、大長徑比（幾百）、多孔帶狀納米結(jié)構(gòu)相互纏繞、搭接而成，表現(xiàn)出超輕（~15 mg cm-3）、熱絕緣（~0.035 W/mK）、高比表面積（~920 m2 g-1）及優(yōu)異的力學(xué)性能。該氣凝膠在多次循環(huán)壓縮、扭曲、彎曲、剪切等不同載荷下，可保持結(jié)構(gòu)不被破壞、且可快速恢復(fù)至原有形狀。

      當(dāng)該氣凝膠被浸泡在液氮中，其壓縮-回彈性能仍能夠很好保持。進(jìn)一步地，當(dāng)?shù)饸饽z被放置于酒精燈火焰或高于1000 °C的管式爐（空氣氛圍）時，其穩(wěn)定的力學(xué)柔性仍被完好保留，且可承受不同載荷的沖擊。

      氮化硼納米帶氣凝膠在液氮、火焰、高溫空氣氛圍（>1000°C）下，承受不同載荷的柔性形變-回彈行為