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【资讯】国防科大&西安交大《CEJ》：新型超轻质耐高温超隔热气凝胶！

【资讯】国防科大&西安交大《CEJ》：新型超轻质耐高温超隔热气凝胶！

新型高速航天飞行器热防护系统对兼具低密度、高强度、耐高温和低热导的高性能气凝胶隔热材料提出了迫切需求。然而，传统颗粒状气凝胶通常需要用高密度纤维进行力学增强，并且在1200°C以上易发生烧结，新兴的超轻纳米纤维气凝胶常温热导率很低，但由于大量微米级通孔的存在，难以有效抑制高温辐射传热。此外，为了避免吸湿导致的隔热性能衰减，气凝胶通常需要经过复杂的后处理以获得疏水性。因此，开发区别于纳米颗粒和纳米纤维的新型气凝胶迫在眉睫。

近日，国防科技大学冯坚团队和西安交通大学唐桂华团队基于碳层封装策略，联合开发出一种新型多功能Al₂O₃-C"核-壳"纳米棒气凝胶。该材料兼具超轻质（0.086g·cm^-3）、高强度（比抗压强度为69.83kN/m·kg^-1）、超低热导（1200℃下热导率为0.065W/m^-1·K^-1）、超高耐温（氩气中高达1500℃，脱碳后在空气中高达1400℃）以及本征超疏水（1000次摩擦循环后疏水角仍为156°）等优异性能，其中热导率较国内外同类隔热材料最低值优20%，密度降低75%。相关成果以题"Carbon Layer Encapsulation Strategy for Designing Multifunctional Core-Shell Nanorod Aerogels as High-Temperature Thermal Superinsulators"发表在著名期刊《Chemical Engineering Journal》上。国防科大博士研究生柳凤琦和西安交大博士研究生贺晨波为共同第一作者，国防科大姜勇刚副研究员与冯坚研究员为共同通讯作者。

综上所述，该研究工作提出了一种新型碳层封装策略，通过在具有高长径比的超细Al₂O₃纳米棒表面原位引入碳层来制备具有"核-壳"结构的二元气凝胶，碳涂层同时发挥了骨架增强、红外遮光、相变抑制和疏水功能，赋予材料超轻质、高强度、耐温超隔热以及本征超疏水性等优异特性，为制备新型高速航天飞行器热防护系统用高性能隔热材料提供了新思路。

本文来源：材料科学与工程
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