"登峰造極"東南大學(xué)研究出新型隔熱氣凝膠
在近日,一個青年教師郝夢龍組建的團隊是東南大學(xué)能源和環(huán)境學(xué)院跟美國加州大學(xué)洛杉磯另一個校區(qū)等關(guān)于氣凝膠研發(fā)單位制造出一款新型氣凝膠,該氣凝膠具備有著中空孔面層架構(gòu)的氮化硼(hBN)新型隔熱保溫的氣凝膠,這一項最新研發(fā)制成的氣凝膠在Science上聲明公布.
根據(jù)了解,氣凝膠他是因其產(chǎn)品性能有非常低下的熱傳導(dǎo)系數(shù),也是目前在全國保溫材料市場是新型的一代隔熱產(chǎn)品.但就現(xiàn)在的市場情況而言氣凝膠在對于航空航天極端的惡劣環(huán)境應(yīng)用下還是有很多不足的性能點的.例如:二氧化硅氣凝膠的密度稍微偏大,這樣會使其航天器上面的承載加重：在空氣中二氧化硅的齊寧中石墨烯氣容易造成氧化,很難接受對于宇航員在返回艙內(nèi)的進入進來的大氣層的高攝氏度溫度等.而現(xiàn)研發(fā)的氮化硼(hBN)氣凝膠能夠根據(jù)自身的中空孔面層結(jié)構(gòu)有力的解決像傳統(tǒng)的氣凝膠之前的缺點:穩(wěn)定性較差,易碎,密度稍微偏高.此次的研究對氣凝膠有望在航天航空領(lǐng)域上面廣泛使用起到了重大的意義.
這次郝夢龍研究團隊從性能方面開展研究入手,對其材料的化學(xué)結(jié)合的部分以及尺寸構(gòu)造上面做出來合理的調(diào)整改良.首先,他們采用了Hbn作為了其基本的構(gòu)造部位,為了獲取到空氣中的高溫度的熱穩(wěn)定性能.之后,在根據(jù)石墨烯氣氣凝膠板上面堆積的一些hbn納米層表面利用將再度刻除去掉模板的辦法.得到了目前這款研發(fā)出來獨特新型具有中空孔面層機構(gòu),在進一步的有效減小了導(dǎo)熱截切面和有用的熱傳導(dǎo)率.除此之外,郝夢龍團隊開始對經(jīng)過調(diào)控氣凝膠成品制造的過程中的冷卻固化方法,采用片層狀態(tài)的hbn變成了雙曲線型的微觀安放.同時導(dǎo)致新型氣凝膠外觀具備負(fù)泊松比的機械超穩(wěn)定構(gòu)架.該新型材料初步測試的結(jié)果顯示,這種氣凝膠結(jié)構(gòu)上面及各項性能維度上面都有著良好的作用效果,包括:密度低(0.1mg/ml),高溫穩(wěn)定(高達1400攝氏度),極低的熱傳導(dǎo)率(真空大氣層中能低到2.4mW/m.k),彈性好不易變形(百分之九十五形變),抗震懂性優(yōu)異(275攝氏度/s),和負(fù)熱膨脹系數(shù).
英國劍橋大學(xué)的材料系chhowalla教授受到了Science撰寫的文章報告中對此次研究的新型氣凝膠做出了高度的評價.chhowalla指出,這種新型氣凝膠開發(fā)出了一種新利用二位材料組合成的一種三維結(jié)構(gòu)產(chǎn)品.解決了哪些需求高比表面積各種應(yīng)用的材料.比如:催化,電化學(xué)儲能等,有著重大的發(fā)揮價值,這次的研究出來的新型材料將可能會成為眾多星際航行器的主要材料,對氣凝膠有望在航天航空領(lǐng)域上面廣泛使用起到了重大的意義.