超輕陶瓷氣凝膠可耐受極端溫度

據物理學家組織網近日報道，一個國際科研團隊研製出了一種超輕且極其耐用的陶瓷氣凝膠，新材料可耐受極端高溫並能承受溫度的劇烈變化，未來有望用於航天器的隔熱保護等。

儘管其體積的99%以上是空氣，但氣凝膠結構堅固。它們可以由包括陶瓷、碳或金屬氧化物等在內的許多類型的材料製成。與其他絕緣體相比，陶瓷氣凝膠在耐受極高溫方面具有優勢，且它們具有密度超低、耐火、耐腐蝕性等特點，因此，自20世紀90年代以來，一直應用於工業設備隔熱，也被用於美國國家航空航天局（NASA）的火星探測器中。不過，目前的陶瓷氣凝膠非常易碎，且在反覆暴露於極端高溫和劇烈的溫度波動（這在太空旅行中很常見）之後極易破裂。

新研發的陶瓷氣凝膠由氮化硼薄層製成，是一種原子以六邊形網格狀（類似鐵絲網）連接的陶瓷材料。實驗測試表明，這種材料在1400℃高溫下存放一周後機械強度損失不到1%。而且，當工程師在幾秒鐘內將溫度升高到900℃然後降低到零下198℃時，它可以承受數百次這樣的溫度劇烈波動。

此外，新材料被加熱時會收縮，而不是像其他陶瓷一樣膨脹，因而比目前最先進的陶瓷氣凝膠更柔韌，更具彈性：它可以被壓縮到原始體積的5%並完全恢復；而其他現有的氣凝膠只能壓縮到約20%然後完全恢復。

新材料由美國加州大學洛杉磯分校、伯克利分校、中國哈爾濱工業大學、蘭州大學、東南大學以及沙特國王大學等多家機構共同研發，相關論文已發表於美國《科學》雜誌上。

研究團隊負責人、加州大學洛杉磯分校化學和生物化學教授段鑲鋒（音譯）說，研製這種新氣凝膠的技術也可用於製造其他超輕質材料，「這些材料可用於航天器、汽車或其他專用設備的隔熱，也可用於熱能儲存、催化或過濾。」

（來源：科技日報）

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