东南大学科研团队在《科学》发表研究成果

日前,东大能源与环境学院青年教师郝梦龙团队与美国加州大学洛杉矶分校等单位合作研制出了一种存在中空孔壁布局的氮化硼(hBN)新型隔热气凝胶,双方以共同一作身份在Science发表了该研究成果。

日前,东大能源与环境学院青年教师郝梦龙团队与美国加州大学洛杉矶分校等单位合作研制出了一种存在中空孔壁布局的氮化硼(hBN)新型隔热气凝胶,双方以共同一作身份在Science发表了该研究成果。

据悉,气凝胶因其超低热导率,是目前市场上极具近景的新一代隔热资料。但是
目前市场上的气凝胶面对航空航天等极端环境下的使用尚有诸多机能上的不足,如二氧化硅气凝胶的密度较大,会增加航天器载荷;石墨烯气凝胶在空气中易氧化,难以承受返回舱再入大气层时的低温

高深莫测等。而氮化硼(hBN)气凝胶则通过中空孔壁布局无效解决了传统气凝胶热稳定性差、易碎、密度大等缺点,该突破性技术无望在航空航天热控、建筑节能等方面得到广泛使用。

郝梦龙研究团队从机能目标出发,对资料的化学组成和多尺度布局进行了理性设计。首先,选用hBN作为基础构造单元,以取得空气中的低温

高深莫测热稳定性。其次,利用在石墨烯气凝胶模板上堆积hBN纳米层后再刻蚀掉模板的方法,得到了独特的中空孔壁布局,进一步降低了导热截面和无效热导率。此外,通过调控气凝胶成型进程中的冷却方式,使片状hBN形成了双曲线型宏观排列,并由此招致资料展示出存在负泊松比的机器超稳定布局。资料表征结果显示,此种气凝胶布局在各项指标上都取得了优良的机能,包括极低的密度(0.1mg/ml)、低温

高深莫测稳定性(1400°C)、超低热导率(真空中可低至2.4mW/m•K)、超弹性(95%形变)、热震稳定(275°C/s)、以及负热膨胀系数。

剑桥大学资料系的Chhowalla教学受邀为Science撰写的评论文章中对这项研究成果高度评价。他指出,该气凝胶开创了一种全新的用二维资料搭建成的三维布局的类型,对需求高比表面积的各类使用,例如催化和电化学储能等有极大的潜在价值。别的,未来如果能够在降低光学吸收率上深入研究,此类资料将有可能成为“光帆”等星际飞行器的主要布局。(能源与环境学院)


(责任编辑:吴婵 审核:顾永红)