DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2022.06.068

本工作的灵感来自柱状仙人掌刺状结构的独特形态。研究人员采用静电纺丝法和水热法制备了具有“双网络”反射热辐射能力的仿生纤维。其中，第一个反射网络是在纤维表面原位生长的TiO2纳米棒，第二个反射网络是嵌入纤维中的TiO2颗粒。将仿生纤维添加到SiC气凝胶中作为增强材料，构建复合气凝胶。结果表明，仿生纤维的“双网络”反射能力可以有效屏蔽热辐射传导，从而降低复合气凝胶的有效热导率。纤维表面的TiO2纳米棒不仅反射了热辐射，而且增强了纤维/气凝胶界面结合。此外，所制备的复合气凝胶具有低热导率、高抗烧蚀性和高抗压强度。

图1.（A）热处理后MF/TiO2的XRD图谱。（B）MF/TiO2在1400℃热处理后的SEM图像（插图：纤维直径分布）。

图2.MF/TiO2-BT、MF/TiO2-2、MF/TiO2-6和MF/TiO2-10的（A）FTIR光谱、（B）XRD图谱和（C）SEM照片。

图3.（A）样品的XRD图谱和（B）XPS光谱（Ti2p和O1s的宽扫描及窄扫描）。

图4.（A）样品的热导率，（B）密度/线性收缩率，（C）比表面积/孔隙率。（D）MF/TiO2-10-PCS的TG-DSC曲线和（E）SEM图像。（F）样品背面的温度变化曲线，（G）MF/TiO2-10-PCS的测试过程照片和红外图像（（H）正面和（I）背面）。

图5.（A）MF/TiO2-10-PCS中的传热示意图。（B）复合气凝胶的红外发射率随波长和（C）温度的变化。（D）纤维的红外反射光谱。

图6.（A）10%应变下样品的压缩应变-应力曲线。（B）MF/TiO2-10增强的力学性能示意图。

图7.（A）MF/TiO2-12-PCS的热导率和压缩应变-应力曲线。（B）MF/TiO2-12的SEM图像。（C）MF/TiO2-12和SiC气凝胶界面结合的示意图。