近日，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所王锦等人设计了一种简便易行的策略来制备能够耐受1300℃高温的柔性可赋型陶瓷气凝胶。如图1所示，通过采用商品化的氧化硅气凝胶颗粒以及莫来石陶瓷纤维作为结构组份，用水溶性高分子将二者在水溶液中实现结构重排（前驱体溶液），形成类似鸟巢结构的交叉互扣的增强结构，最后定型干燥后采用明火将水性高分子祛除（凤凰涅槃法），从而得到具有仿生鸟巢结构的柔性、轻质和可赋型的氧化硅-氧化铝复合陶瓷气凝胶（FR-SACA）。柔性氧化硅-氧化铝陶瓷杂化气凝胶（SACA）密度极低，仅为0.01 g/cm3。在烧尽高分子基底后，生成了火重生的FR-SACA其密度最低为 0.007 g/cm3。此外，可将其前驱体溶液浇注到预先设计好的模具中，或直接进行刮涂可实现大规模生产。
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图1. 复合陶瓷气凝胶的制备路线图、光学照片、大面积制备、以及潜在应用示意图
FR-SACAs的结构完全由陶瓷纤维搭接而成，虽然整个制备过程没有引入化学反应，但类似鸟巢的结构不仅赋予了其一定的强度，而且还具有良好的压缩回弹性，能够在80%的压缩应变下完全回弹。涅槃后的复合气凝胶在900℃范围内几乎没有任何质量损失，热导率也维持在0.04 Wm-1K-1以下。为了验证FR-SACAs的高温隔热性能，对不同厚度的样品进行了酒精灯火焰和丁烷火焰隔热性能研究。采用红外摄像机连续监测了火焰暴露下FR-SACAs的动态温度分布，并在FR-SACAs的正反面安装热电偶，以测量实际温度并绘制温度变化曲线。实验结果表明，当暴露在高温火焰（1300 ℃）中时，20 毫米厚的 FR-SACA 可保持稳定的隔热性能，温度降低 1179.6 ℃，比丁烷火焰温度降低 80% 以上。（图2）
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图2. FR-SACAs 的高温隔热性能
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