本報訊 日前，土木工程學院李惠教授課題組徐翔副教授以第一作者身份在國際著名期刊《科學》（Science，2018年影響因子為41.058）發(fā)表了題為“雙負陶瓷氣凝膠超隔熱材料”的科研論文，李惠教授和加州大學洛杉磯分校段鑲鋒教授、黃昱教授3人為共同通訊作者，我校為共同通訊單位。
　　陶瓷氣凝膠以其低密度、低熱導率和優(yōu)異的耐火、耐腐蝕特性被認為理想的隔熱材料。然而，陶瓷脆性本質以及高溫析晶等行為使得陶瓷氣凝膠在熱震或者長期的高溫暴露中表現(xiàn)出嚴重的強度退化甚至結構坍縮等問題。
　　因此同時具備優(yōu)異的力學性能和熱學穩(wěn)定性就成為陶瓷氣凝膠在隔熱領域進一步發(fā)展應用的前提條件。本文報道了一種具有雙曲、雙壁微觀結構的多晶氮化硼（hB鄄NAGs）和碳化硅（βSiCAGs）陶瓷氣凝膠材料，同時具有負泊松比和負熱膨脹特性，具備超輕、超彈、高熱穩(wěn)定性和優(yōu)異隔熱等四大特點。
　　研究團隊基于前期三維石墨烯氣凝膠研究基礎并利用多尺度結構化設計，采用模板無催化化學氣相沉積方法制備合成了hBN和βSiC陶瓷氣凝膠材料。這類陶瓷材料由納米層狀雙壁孔結構組成，整體呈現(xiàn)出雙曲結構形態(tài)。這些特殊“超結構”設計賦予材料負泊松比（-0.25）以及負線性熱膨脹（-1.8×10-6/K）特性，使得材料在維持熱穩(wěn)定性的同時依然能表現(xiàn)出優(yōu)異的可變形性。在劇烈的熱震測試（約275℃/s）以及長期高溫無氧暴露過程中，這類材料表現(xiàn)出優(yōu)異的熱穩(wěn)定性以及幾乎為零的強度損失。同時，材料雙壁亞結構有效降低了骨架導熱率并減少了空氣熱傳導和熱對流，從而能夠實現(xiàn)低于空氣的超低的熱導率（真空中約為2.4mW/m·K，空氣中約為20mW/m·K）。該研究成果同期被劍橋大學ManishChhowalla教授和賓夕法尼亞大學DeepJariwala教授在《科學》上以展望撰文“基于二維陶瓷的雙曲三維結構”給予高度評述。 （土木）