中國粉體網訊 陶瓷納米纖維構筑海綿、氣凝膠等超輕材料，具有氣孔率高、熱導率低、比表面積大、高溫和化學穩定性好等有點，在航空航天、保溫隔熱、氣體過濾等領域具有巨大的應用潛力。近年來，為了優化這類超輕陶瓷材料的力學性能，研究者們從纖維自身和纖維構筑的三維網絡結構調控的角度出發，相繼獲得了具有壓縮回彈、彎曲回彈、拉伸回彈等不同力學性能的超輕陶瓷材料。但如何進一步提升這類超輕材料在復雜應力條件下的力學性能，仍然是巨大的挑戰。
近日，我院王紅潔教授課題組發展了一種可控的化學氣相反應方法，開發出一種由取向性高且相互糾纏的氮化硅納米纖維構筑的超輕陶瓷海綿。該材料不僅具有良好的拉伸（20%拉伸應變下可彈性回復、斷裂伸長率高達80%以上）和壓縮（80%應變完全回彈）性能，還表現出優異的抗穿刺性。得益于獨特的3D網絡結構，該陶瓷海綿空氣污染物的過濾效率高達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雜應力條件下的長效空氣過濾能力，在空氣污染治理等方面具有潛在應用價值。
該研究成果以“Resilient and Antipuncturing Si3N4 Nanofiber Sponge”為題發表于《Nano Letters》上。西安交通大學材料學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。西安交通大學金屬材料強度國家重點實驗室是該工作的唯一通訊單位。該工作得到了國家自然科學基金的支持。
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https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.2c04475
（中國粉體網編輯整理/山川）
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