Nano Res.: 具有优异隔热和阻燃性能的高柔性陶瓷纳米纤维膜

雨辰

2021-09-11

陶瓷膜由于其重量轻、导热系数极低而在热管理应用中具有吸引力，同时它也必须解决其长期存在的机械稳定性差和在热冲击下降解的障碍。

有鉴于此，东华大学丁彬教授和西安工程大学张坤等人，通过具有成本效益、可扩展的溶胶-凝胶静电纺丝和随后的煅烧方法，开发了一系列具有轻质、优异的机械和热稳定性的有机聚合物模板调制氧化钇掺杂氧化锆 (YDZ) 纳米纤维膜。

本文要点

1）YDZ 膜表现出优异的柔韧性和可折叠性，这可归因于 YDZ 纤维的四方相和小晶粒尺寸（由于氧化钇的存在）。此外，通过改变聚合物模板的种类和分子量，可以调整YDZ纳米纤维膜的纤维尺寸、晶粒尺寸、力学和热稳定性。

2）通过聚（乙烯基吡咯烷酮）（PVP）模板 YDZ 纳米纤维膜获得了卓越的性能，具有高达 4.82 MPa 的优异拉伸强度，优异的柔韧性和弯曲刚度 26 mN，高达 1,200 °C 的稳健热稳定性，超低导热系数0.008-0.023 W·m⁻¹·K⁻¹(25 - 1000°C)，以及出色的阻燃性，可耐受高达 1,000 °C 的火焰。

3）显着的特性可归因于较小的纤维尺寸和 PVP 模板产生的较高的晶粒尺寸。这种坚固的材料系统是绝热应用的理想选择，具有从节能建筑应用到航天器的广泛用途。

参考文献：

Mao, X., Zhao, L., Zhang, K. et al. Highly flexible ceramic nanofibrous membranes for superior thermal insulation and fire retardancy. Nano Res. (2021).

DOI: 10.1007/s12274-021-3799-8

https://doi.org/10.1007/s12274-021-3799-8