图2 共晶纳米纤维气凝胶的结构与功能表征

图4 阻燃与隔热性能

这项研究通过引入全水性绿色制造工艺，在先进隔热材料的制造中实现了范式转变，最终成功制备了具有分级多孔结构的共晶Al2TiO5纳米纤维气凝胶。该工艺使用水作为唯一溶剂，完全消除有机化合物和重金属催化剂，建立了一条真正可持续、低碳和节能的生产路线。值得注意的是，该过程中产生的唯一废液是少量含微量未反应金属离子和无机盐的含水废物。这种含水废物可以很容易地通过用水稀释来处理，以满足环境排放要求。除了其环境优点外，该策略还对纤维均匀性和孔结构精度提供了前所未有的控制，为可扩展生产环保陶瓷气凝胶提供了可行的技术途径。

这项工作的基石是开发一种无机水凝胶化技术，并结合可扩展的静电纺丝。这种方法在两个关键方面从根本上背离了传统方法：首先，它避免了对有机凝胶体系的依赖。其次，更重要的是，它能够低温构建共晶Al2TiO5架构，完全绕过了共连续氧化物复合材料传统熔融固化路线的超高温要求。这一突破超越了“共晶氧化物陶瓷”的经典形式——传统上致密、刚性的单体——将这一概念扩展到多孔、柔性和纤维气凝胶的领域。由此产生的气凝胶利用共晶结构的内在优势来解决长期存在的性能冲突。共晶界面充当强大的声子散射体，赋予气凝胶超低的高温导热性，同时保持其固有的热力学稳定性 使材料在1300°C以上具有出色的热弹性。这有效地打破了陶瓷气凝胶在优异绝缘性和高温稳定性之间的传统折衷。此外，水性凝胶化平台与各种金属盐具有广泛的相容性，显著拓宽了未来多功能气凝胶的组成和结构设计空间。