化学结合的多纳米层无机气凝在真空中具有创纪录的低导热率
Hongxuan Yu1, Menglin Li2, Yuanpeng Deng1
1Key Lab of Smart Prevention and Mitigation of Civil Engineering Disasters of the Ministry of Industry and Information Technology, and Key Lab of Structures Dynamic Behavior and Control of the Ministry of Education, Harbin Institute of Technology, Harbin 150090, China.
National science review
|September 6, 2023
概括
研究人员开发了一种新的石墨烯/无形化气凝,克服了机械热性能权衡. 这种超轻材料为极端条件的超绝缘提供了卓越的灵活性,热稳定性和创纪录的低导热率.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 固态物理 固态物理
背景情况:
- 无机气凝面临着长期以来的挑战,即平衡机械强度和隔热.
- 达到较低的导热率往往会导致材料脆弱,而提高机械性能可能会损害热性能.
研究的目的:
- 设计和合成一种新的石墨烯/无形化气凝.
- 解决无机气凝机械和热性能之间的固有权衡问题.
- 为了实现卓越的灵活性,热稳定性和超低的导热率.
主要方法:
- 化学结合的多纳米层设计和合成石墨烯/无形化气凝.
- 机械性能的表征,包括弹性压缩和曲应变.
- 在真空条件下,在各种温度下测量导热率.
主要成果:
- 合成的气凝具有0.8mgcm-3.3的低密度.
- 通过99%的弹性压缩应变和90%的曲应变实现了超高的灵活性.
- 经过热冲击后,经过<3%的强度降解,证明了异常的热稳定性.
- 报告了创纪录的低导热率:室温为1.57 mW m-1 K-1 在真空中500°C时为10.39 mW m-1 K-1.
结论:
- 化学结合的接口和结合的硬化效应成功地克服了机械热的权衡.
- 这种新型气凝为热超绝缘应用提供了一个有吸引力的材料系统,特别是在极端条件下.
