导语

本期内容，易丝帮精选了东华大学斯阳教授团队近期在《Nature Communications》、《Advanced Materials》和《Advanced Functional Materials》期刊发表的3篇论文，主要介绍了陶瓷纤维气凝胶材料的最新进展，供大家了解学习。

1、Nature Communications ( IF 15.7 )：机械自适应陶瓷纤维气凝胶

➣挑战：陶瓷气凝胶是一种广泛应用于隔热材料的材料，具有超轻、超低导热等显著特点。然而，它们的应用往往受到反复动态热冲击下易损性的限制，这是一个尚未得到充分解决的挑战。

➣方法：东华大学斯阳教授团队提出了一种多组分结构工程方法，将陶瓷纳米纤维与传统纺织编织拓扑结构相结合，制备机械适应性强的陶瓷纤维气凝胶。

➣创新点1：得益于多孔纳米纤维网络和预应力编织拓扑框架的同步运动，可以很容易地激活以适应变形，同时有效地耗散能量，由此产生的气凝胶表现出优异的力学性能。

➣创新点2：气凝胶具有356.6 kPa的抗拉强度和109.1 kPa的抗压强度，以及对外界刺激的卓越机械适应性。此外，这些气凝胶达到了117.26 kJ m-3的断裂能，并且在1000次压缩或500次拉伸循环后具有出色的形变恢复能力。

https://doi.org/10.1038/s41467-025-62164-4

2、Advanced Materials ( IF 26.8 )：高度可拉伸性陶瓷超气凝胶，用于热防护

➣挑战：陶瓷气凝胶具有巨大的隔热潜力，但其机械拉伸性和热稳定性在极端环境中不足，限制了其在航天服和高超声速飞行器等热防护系统中的应用。

➣方法：东华大学斯阳教授团队提出了一种可编程的形状变形策略，旨在设计陶瓷气凝胶内的二元网络拓扑结构，以有效地消散应力和阻止传热。

➣创新点1：特殊的拓扑设计，包括用于承载载荷应力的基里伽米层状气凝胶和用于传递拉伸应力的机械能预存储的随机组合气凝胶，有效地实现了意想不到的机械拉伸性能和热稳定性。

➣创新点2：得到的坚固超气凝胶具有优异的结构稳定性，拓扑衍生的机械拉伸高达 85% 的应变，对 500 次 50% 拉伸应变循环、1000 次 60% 屈曲应变循环和 500 次 50% 压缩应变循环具有出色的弹性，温度不变的拉伸恢复性能。

➣创新点3：同时，33.01 mW m−1 K−1的低导热系数和不拉伸的绝热性能使陶瓷超气凝胶成为各种应用的理想替代材料。

https://doi.org/10.1002/adma.202412962

3、 Advanced Functional Materials ( IF 19 )：抗压、抗拉、抗弯、高强隔热陶瓷气凝胶

➣挑战：陶瓷气凝胶集轻质、高孔隙率和广泛的温度稳定性于一身，是一种很有前途的隔热材料，尤其适合航空航天、交通运输和能源领域的一系列技术应用。然而，传统的陶瓷气凝胶往往具有类似“珍珠项链”的三维多孔结构，其固有脆性和机械强度较差。

➣方法：东华大学斯阳教授和赵存屹研究员采用系统构建和结构控制的方法，将纳米纤维和纳米片组装成具有复杂几何控制的三维结构，制备了多机械协同陶瓷气凝胶。

➣创新点1：通过分层多拱形结构的设计，配置了二元焊接-组装界面拓扑互锁，集中应力有效地离散，使气凝胶具有典型的抗压回弹性、可弯曲性、抗拉性、高机械强度和柔韧性。

➣创新点2：它在80%变形时表现出317 kPa的高抗压强度，359 kPa的优异抗拉强度和319 kPa的优异抗弯强度，比其他报道的气凝胶高出一个数量级。

➣创新点3：同时，柔性气凝胶在- 196 ~ 1100°C范围内表现出良好的热阻和优异的保温性能（39.72 mW m−1 K−1）

https://doi.org/10.1002/adfm.202416857