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海綿陶瓷像棉花糖,能隔火能濾水

发布:2017-6-12 8:39:34  来源: 科技日報 [字体: ]

  陶瓷以耐高溫而聞名,但致命的缺點是一旦形狀發生變化就會破裂。中外科學家利用陶瓷納米纖維制備出一種海綿狀新材料,不僅超輕、耐熱,其制備過程也快速經濟,有望用於制作消防服和水淨化等領域。相關研究成果發表在近期的《科學·進展》上。

  論文通訊作者,清華大學材料學院副教授伍暉11日接受科技日報記者採訪時表示,納米纖維一般通過靜電紡絲或3D激光打印等工藝進行生產,前者不適合於將納米纖維組建成為三維結構﹔后者則耗時較多,成本較高。研究團隊用廉價高效的氣流紡絲技術,通過高速的氣流將陶瓷前驅體溶液拉伸為納米纖維,並用一種多孔收集器將其收集組建成為海綿結構,加熱除掉前驅體中的高分子與溶劑,以得到一個由相互纏結的陶瓷納米纖維組成的海綿。

  這種新型材料可以像棉花糖一樣又輕又軟,即便被壓扁仍可以反彈回近似原始形態,且不會被損壞。

  論文共同第一作者,電子科技大學博士生王浩倫表示,在實驗室測試中,將一片花瓣放置在由二氧化鋯陶瓷制成的7毫米厚的海綿上,海綿底部以400℃加熱10分鐘后,花瓣仍完好無損,而用普通結構的陶瓷材料來隔熱的話,花瓣早就焦了。因此,該材料可用於制作消防服等耐熱柔性絕緣材料。

  此外,這種海綿陶瓷利用其多孔性與光催化活性,當其被有機污染物染色時,在光照下僅用15分鐘就可以將污染物分解掉。王浩倫稱,當代水過濾技術中所用的過濾材料大多是粉末狀,難以重復利用,這種新型材料則具有便於回收和重復使用的優勢。

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