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传统气凝胶虽因纳米多孔结构具备超强隔热性能,但脆性大、高温易碎裂的短板限制了其应用。浙大团队创新采用“氧化石墨烯基二维通道受限发泡法”,通过原子层面的二维杂化技术,将陶瓷与石墨烯结合,构建出微米级穹顶曲面孔隙结构。这种独特设计使“烯陶”气凝胶在宽温域范围内展现出卓越的力学弹性:实验显示,材料在-268.8℃深冷至2000℃超高温环境中仍能保持99%的弹性应变,且可承受2万次270千克压力重复挤压而不变形。
“烯陶”的耐高温与弹性特性使其成为极端环境热防护的理想材料。例如,在航天领域,该材料可制成探测器热防护层,使其更接近太阳开展观测;在消防领域,其轻量化与隔热性能可应用于新型防火服,显著提升救援人员安全性。此外,团队正探索将其用于地球深部探测装备,为地质研究提供技术支撑。
此前,气凝胶因制备成本高昂、工艺复杂,被视为“小众高端”材料。浙大团队通过创新工艺将成本降至传统方法的十分之一,为规模化应用奠定基础。专家指出,随着低成本制备技术的成熟,气凝胶有望在工业保温、建筑节能、新能源汽车电池防护等领域加速渗透,形成千亿级市场空间。