中國(guó)粉體網(wǎng)訊  陶瓷納米纖維構(gòu)筑海綿、氣凝膠等超輕材料，具有氣孔率高、熱導(dǎo)率低、比表面積大、高溫和化學(xué)穩(wěn)定性好等有點(diǎn)，在航空航天、保溫隔熱、氣體過濾等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。近年來，為了優(yōu)化這類超輕陶瓷材料的力學(xué)性能，研究者們從纖維自身和纖維構(gòu)筑的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)調(diào)控的角度出發(fā)，相繼獲得了具有壓縮回彈、彎曲回彈、拉伸回彈等不同力學(xué)性能的超輕陶瓷材料。但如何進(jìn)一步提升這類超輕材料在復(fù)雜應(yīng)力條件下的力學(xué)性能，仍然是巨大的挑戰(zhàn)。

近日，我院王紅潔教授課題組發(fā)展了一種可控的化學(xué)氣相反應(yīng)方法，開發(fā)出一種由取向性高且相互糾纏的氮化硅納米纖維構(gòu)筑的超輕陶瓷海綿。該材料不僅具有良好的拉伸（20%拉伸應(yīng)變下可彈性回復(fù)、斷裂伸長(zhǎng)率高達(dá)80%以上）和壓縮（80%應(yīng)變完全回彈）性能，還表現(xiàn)出優(yōu)異的抗穿刺性。得益于獨(dú)特的3D網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，該陶瓷海綿空氣污染物的過濾效率高達(dá)99.8%以上，而其壓降卻僅為棉纖維濾芯的38%。這些綜合性能使其具備了在復(fù)雜應(yīng)力條件下的長(zhǎng)效空氣過濾能力，在空氣污染治理等方面具有潛在應(yīng)用價(jià)值。

該研究成果以“Resilient and Antipuncturing Si3N4 Nanofiber Sponge”為題發(fā)表于《Nano Letters》上。西安交通大學(xué)材料學(xué)院博士生李明主為論文第一作者，青年教師蘇磊和王紅潔教授為論文的共同通訊作者。西安交通大學(xué)金屬材料強(qiáng)度國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室是該工作的唯一通訊單位。該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金的支持。

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https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.2c04475

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/山川）

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