成功研制超轻隔热材料

这种新材料具有气凝胶结构（至少99%的空间为空），由原子级薄的陶瓷（六方氮化硼）制成。科学家在2月15日出版的《科学》杂志上报告称，这种设计展现出极高的热稳定性，并能在超过1000摄氏度的范围内实现快速的温度变化。

宾夕法尼亚大学工程师迪普·贾里瓦拉（Deep Jariwala）是这项研究的共同作者，他发表在《科学》杂志上。他表示，这种新型超轻绝缘体有望成为航天器部件的涂层，因为这些部件在飞越太阳或重返地球大气层时必须承受极端的温度变化。

气凝胶的结构由微小气泡网络构成，每个气泡之间由两层六边形氮化硼（一种三价的准金属元素）隔开。就像冬天双层玻璃窗可以防止热量从房屋中散失一样，这种双层陶瓷屏障也使热量难以从一个气泡传递到另一个气泡。“由于路径漫长而曲折，热量很难沿着氮化硼层穿过材料，”加州大学洛杉矶分校化学家兼材料科学家段祥锋说道。

实验表明，这种新材料具有极高的隔热性能。图片：X. Xu Et Al/Science 2019。

研究人员将一朵鲜花放在一块2厘米厚的新材料上，并将其置于火焰下（热图如右图所示）。15分钟后，表面温度达到45摄氏度，而花朵仅略微枯萎。

其他陶瓷气凝胶在快速温度变化或长时间热暴露下会破裂，而新型气凝胶材料可以承受从 198°C 到 900°C（每秒增加或减少 275°C）的多达 500 次快速加热和冷却循环，并且在 1400°C 下也能保持稳定（保留 95% 的柔韧性）一周。

加州理工学院的材料科学家朱莉娅·格里尔说，这种新材料仍然柔软且具有弹性，因此在实际应用中，它可能需要被另一种更耐用的材料包裹。