科研动态| 我院研究人员在弹性陶瓷气凝胶3D打印技术研究方面取得进展
2022-04-16 18:55:00

 

弹性陶瓷气凝胶克服了传统陶瓷气凝胶的脆性问题,实现了大应变条件下的回弹,且兼具轻质、隔热等性能特点,在隔热、催化、过滤和航空航天等领域具有广泛的应用前景。然而,目前弹性陶瓷气凝胶机械加工难度大,且难以通过结构优化实现其力学和热性能的进一步调控。

针对上述难题,西安交通大学王红洁教授团队,开发了一种墨水直写3D打印与类化学气相沉积相结合的工艺,制备了具有可编程几何形状和可调控力/热性能的SiC纳米线气凝胶。所制备的具有点阵结构的SiC纳米线气凝胶,可实现压缩模量从0.012到5.800MPa约2个数量级的大范围调控。同时,通过对气凝胶点阵的结构调控,结合气凝胶良好的隔热性能,可以实现对热流的管理。该工作为弹性陶瓷气凝胶的设计和复杂形状气凝胶的快速制造提供了一种新方法,可望应用于柔性热管理器件、轻质工程结构件等领域。

该成果以《弹性碳化硅纳米线气凝胶的增材制造》(Additive Manufacturing of Resilient SiC Nanowire Aerogels)为题在线发表于《美国化学会纳米》(ACS Nano,IF 15.881)上。材料科学与工程学院博士生郭鹏飞为论文第一作者,王红洁教授为通讯作者,西安交通大学金属材料强度国家重点实验室为通讯单位。该研究得到了国家自然科学基金(52072294)和陕西省创新能力支撑计划(2018TD-031)的支持。近年来,西安交通大学王红洁课题组在硅基陶瓷气凝胶研究方面取得一系列进展,相关研究已在Science Advances、ACS Nano、ACS Appl. Mater. Inter.、Small、Carbon等国际知名期刊上发表论文近20篇。

论文链接:https://doi.org/10.1021/acsnano.2c01039

编辑:吴国娇