自20世纪30年代初出现二氧化硅气凝胶以来,这种绝缘超轻材料(一类密度低于10 mg/cm3的多孔材料)已经广泛应用于隔热、绝缘、催化剂载体、储能、隔声隔振以及捕捉高能宇宙离子等方面,但此后世界上再无其它超轻绝缘材料出现。而且二氧化硅气凝胶的热稳定性很难达到600摄氏度,极大地限制了它们的应用。
近期,我校纳米科学研究所郭万林教授团队利用化学气相沉积方法成功制备了具有超低介电常数的超轻、超弹、超热稳定等优异性能的三维氮化硼泡沫。这一材料的密度仅有1.6 mg/cm3,却具有高达1200摄氏度的化学热稳定性,使其能够轻易被火焰“吹”起来(图1)。此外,99.9%孔隙率使这一材料能被轻易的压缩,但即使在压缩应变为70%的情况下,这一材料仍然能够完全恢复,显示了其超弹特性。尤为突出的是,由于其超高的孔隙率和氮化硼优异的绝缘性能,这一超轻材料具有超低的介电常数,仅为空气的1.03倍,是非常难得的超低介电材料。
集所有这些优异的性能于一身,使得这种三维氮化硼泡沫在超轻材料和柔性超低介电材料等方面具有潜在应用前景。该研究成果发表在《纳米快报》上。
![]() 氮化硼泡沫不会被高达850摄氏度的火焰烧掉,而会被“吹”起
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