中外合作制備出耐壓又耐熱的新型陶瓷海綿

中外合作制備出耐壓又耐熱的新型陶瓷海綿

美國布朗大學(xué)和清華大學(xué)的研究人員合作，用陶瓷納米纖維制備出一種海綿狀新材料，其超輕、耐熱、制備過程快速且經(jīng)濟(jì)，有望用于高溫絕緣、水過濾等領(lǐng)域。

研究人員采用“溶液吹紡”技術(shù)，使用高速氣流推動含陶瓷原料的溶液通過一個(gè)微小的孔洞，當(dāng)液體從孔洞中流出時(shí)，就會凝固成纖維，將這些纖維收集在紡絲裝置上，然后進(jìn)行加熱，以除掉溶劑，最終獲得了一個(gè)由纏結(jié)的陶瓷納米纖維組成的海綿狀材料。該材料在被壓縮50%后能夠回彈到原來的體積。研究人員將這種屬性歸功于其小尺寸，即：在納米尺度上，裂紋和缺陷變得非常小，激活并使其擴(kuò)展需要更多的能量；納米尺度纖維同時(shí)也促進(jìn)了形變機(jī)制，原子可以沿著晶界擴(kuò)散，從而使材料變形而不破裂。即使加熱到800℃，該材料也能夠保持其彈性。

在實(shí)驗(yàn)室測試中，將一片花瓣放置在由二氧化鋯陶瓷制成的7mm厚的這種材料上，將材料的底部加熱至400℃達(dá)10min后，花瓣幾乎沒有枯萎。因此，該材料適用于制作消防服等耐熱柔性絕緣材料。

此外，用抗菌光催化劑二氧化鈦陶瓷制成的海綿狀材料可用作可重復(fù)使用的水過濾器。試驗(yàn)表明，二氧化鈦海綿狀材料可以在含有有機(jī)染料的水中吸收其重量50倍的染料，隨后在光照下15min后，染料被該海綿狀材料降解，將其擰干后可再次使用。 (KX.0608)