穹顶结构气凝胶实现2273K超高温超弹性突破

研究人员开发了一种二维通道限制化学方法，成功制备出194种穹顶结构超轻气凝胶。这些材料在4.2K至2273K极端温度范围内展现卓越超弹性，可承受99%应变下20000次压缩循环和2273K热冲击100次循环。其中高熵碳化物气凝胶在1273K和2273K时热导率分别低至53.4 mW·m?1·K?1和171.1 mW·m?1·K?1，为极端热力学环境应用开辟新途径。

　　

在材料科学领域，传统气凝胶(aerogels)虽具有超高孔隙率和超低密度，但其结构在极端热机械条件下往往失稳。最新研究通过二维通道限制化学(two-dimensional channel-confined chemistry)方法，成功构建出穹顶结构(dome-celled)的超轻气凝胶家族。这些神奇材料展现出从液氦温度(4.2K)到白炽高温(2273K)的惊人弹性，犹如具备"温度免疫"特性。实验数据显示，它们不仅能承受近乎完全压缩(99%应变)的20000次残酷考验，还能在2273K高温下经受上百次热冲击洗礼。特别值得一提的是高熵碳化物(high-entropy carbide)气凝胶，其热导率(thermal conductivity)在1273K时仅为53.4 mW·m^?1·K^?1，即使达到2273K也仅有171.1 mW·m^?1·K^?1，这种独特的隔热性能使其成为深空探测和高温工业应用的理想候选材料。