層狀無機材料具有大面積的層間表面和界面,為構建新的功能材料形態提供了必要的材料平臺。
在這里,中科大吳長征教授首次展示了一種以納米團簇為柱撐的層狀材料,實現了高溫隔熱性能。
文章要點
1)具體來說,系統的同步輻射光譜和有限元計算分析表明,氧化鋯納米團簇作為“支柱”,在保持層狀結構的同時,有效地產生了具有足夠邊界缺陷的多孔結構,從而顯著降低了固體導熱系數(~0.32 W m-1·K-1,298-573 K)。
2)此外,層狀無機硅酸鹽材料組裝氣凝膠還具有從常溫(0.034 W m-1·K-1,298 K,空氣條件)到高溫(0.187 W m-1·K-1,1073 K,空氣條件)的優異隔熱性能,并顯著提高了抗壓強度(80%壓縮時為42 kpa),是迄今為止在熱性能和力學性能方面實現協同改善的最好的層狀材料基氣凝膠。
由納米團簇支撐的層狀無機硅酸鹽氣凝膠將為在極端條件下設計先進的隔熱材料鋪平一條新的途徑。
參考文獻
Tianpei Zhou, et al, Layered inorganic silicate aerogel pillared by nanoclusters for high temperature thermal insulation, Adv. Mater. 2023
DOI: 10.1002/adma.202306135
https://doi.org/10.1002/adma.202306135