技术资讯 | 突破传统限制，西安交大开发高力学性能氮化硅基气凝胶

日前，西安交通大学研究人员开发出一种新型陶瓷气凝胶材料，实现强度和压缩回弹性的显著提升，突破了传统陶瓷气凝胶高强度和大回弹不能兼得的限制，为陶瓷气凝胶的强化和力学性能调控提供了新视角。该成果发表在ACS Nano国际权威期刊，论文地址：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c03816

弹性陶瓷气凝胶具有轻质、良好的高温稳定性、高比表面积和隔热性能的独特组合，以其在各个领域的应用前景而闻名。然而，传统陶瓷气凝胶的机械性能往往受到构建块联锁不足的限制，存在强度较低、承载能力不足等问题。

西安交大材料学院王红洁教授课题组提出了一种通过增加纳米线间搭接结点，提高纳米线变形抗力，实现气凝胶强化的设计思路。

课题组以氮化硅纳米线气凝胶为基体，采用化学气相沉积（CVD）技术，在气凝胶中的纳米线表面引入热解碳（PyC）层（编者注：热解碳主要通过碳氢化合物气体，如甲烷、丙烷，在高温下在热固体表面上发生热分解并沉积形成，具有耐高温、润滑、耐磨损等共性优点）；

成功在纳米线间引入了大量的PyC结点，获得了一种Si3N4@PyC纳米线气凝胶（Si3N4@PyC NWA），该材料在高达1400℃的高温含氧条件下仍表现出优异的压缩回弹性能，展现了其在高温有氧环境的应用潜力。