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 研究人員已經(jīng)研發(fā)出了一種主要由空氣組成的近乎無重量的材料，它能抵擋并防護(hù)在航空航天和工業(yè)環(huán)境中所經(jīng)受的某些最極端的溫度。據(jù)該報告披露，一種用具有不同尋常的雙負(fù)折射率屬性的新型陶瓷氣凝膠展示了卓越的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和超級絕緣性，使其成為一種可在條件苛刻環(huán)境(如太空艙上的防熱罩)中使用的理想材料。

　　氣凝膠是一種主要由包含在某固態(tài)媒介網(wǎng)絡(luò)(如陶瓷、金屬或碳)內(nèi)的空氣組成的復(fù)合材料。陶瓷氣凝膠有著難以置信的輕量，并擁有可在苛刻環(huán)境中發(fā)揮作用材料所需的高度理想的特性。然而，大多數(shù)常規(guī)性的陶瓷氣凝膠是脆性的，它們?nèi)菀自陂L時間接觸高溫或溫度出現(xiàn)大幅和快速擺動時退化。

　　據(jù)作者披露，這些問題極大地限制了陶瓷氣凝膠作為一種超級絕緣材料的使用。Xiang Xu和同事報告了用薄如原子的六邊形氮化硼(h-BN)片材所設(shè)計的一種獨(dú)特的陶瓷氣凝膠。通過仔細(xì)地設(shè)計陶瓷氣凝膠的微觀結(jié)構(gòu)，Xu等人同時實現(xiàn)了負(fù)泊松比(這是某材料在被壓縮時向外膨脹傾向的檢測指標(biāo))及負(fù)熱膨脹系數(shù)。

　　為了評估這些材料的力學(xué)和熱學(xué)性能，作者進(jìn)行了一系列的測試，其中包括將該氣凝膠反復(fù)加熱至900 ℃并接著將其快速冷卻至-198 ℃，其變化速率達(dá)每秒275 ℃。Xu等研究人員還通過在真空中將其與接近1500 ℃的溫度接觸來評估長期溫度應(yīng)激的作用。據(jù)結(jié)果披露，在經(jīng)過嚴(yán)格的試驗之后，該氣凝膠基本保持不變，其強(qiáng)度喪失近乎為零。Manish Chhowalla和Deep Jariwala在相關(guān)的《視角》中討論了該氣凝膠的潛力。

　　圖1. 設(shè)計與制備過程

　　圖2. 材料表征

　　圖3. 力學(xué)性能

　　圖4. 熱學(xué)性能