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2026-04-07

多尺度结构设计赋能双负陶瓷气凝胶,极致隔热适配极端环境

电子科技大学长三角研究院(衢州)、电子科技大学光电科学与工程学院为核心单位,发表于《Materials Today》,论文题目为《Double-negative-index ceramic aerogels featuring a multiscale structural design for thermal superinsulation at extreme conditions》(《双负指标陶瓷气凝胶,采用多尺度结构设计,在极端条件下实现超绝缘》)。
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设计出多尺度结构的SiO2纳米膜 @碳纳米纤维复合陶瓷气凝胶(SCAs),其兼具负泊松比与负热膨胀系数双负特性,纳米尺度为叶脉状结构、微米尺度是燕尾榫壁结构、宏观尺度呈多重折叠结构,弹性压缩应变高达95%,工作温度达1300℃,1000℃时热导率仅94±4.7 mW/(m⋅K),还具备优异的热稳定性、抗热震性和力学疲劳性,解决了传统陶瓷气凝胶高温热导率骤增、热机械性能差的痛点,成为极端环境下超绝热的理想材料,且制备工艺简单可规模化生产。

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图 1 二氧化硅纳米膜 @碳纳米纤维复合气凝胶(SCAs)的制备策略与结构分析。

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图 2 二氧化硅纳米膜 @碳纳米纤维复合气凝胶(SCAs)的微观结构表征。

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图 3 二氧化硅纳米膜 @碳纳米纤维复合气凝胶(SCAs)的力学性能表征。

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图 4 二氧化硅纳米膜 @碳纳米纤维复合气凝胶(SCAs)的热学性能表征。

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.mattod.2026.103302

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