4月1日，記者了解到，中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所張學(xué)同研究員領(lǐng)導(dǎo)的氣凝膠團隊與德國科學(xué)家合作，將實驗設(shè)計與理論計算相結(jié)合，通過溶劑組分調(diào)控氫鍵網(wǎng)絡(luò)，尋找到一條簡便、高效、綠色的合成路徑，成功制備得到超柔性氮化硼納米帶氣凝膠，并實現(xiàn)了氣凝膠材料在很寬溫度范圍內(nèi)（-196 °C——1000 °C）及不同載荷沖擊形式（壓縮、彎曲、扭曲、剪切等）下的柔性保持。
研究表明，該氮化硼氣凝膠由超薄（——3.2 nm）、大長徑比（幾百）、多孔帶狀納米結(jié)構(gòu)相互纏繞、搭接而成，表現(xiàn)出超輕（——15 mg cm-3）、熱絕緣（——0.035 W/mK）、高比表面積（——920 m2 g-1）及優(yōu)異的力學(xué)性能。該氣凝膠在多次循環(huán)壓縮、扭曲、彎曲、剪切等不同載荷下，可保持結(jié)構(gòu)不被破壞、且可快速恢復(fù)至原有形狀。當(dāng)該氣凝膠被浸泡在液氮中，其壓縮-回彈性能仍能夠很好保持。進一步地，當(dāng)?shù)饸饽z被放置于酒精燈火焰或高于1000 °C的管式爐（空氣氛圍）時，其穩(wěn)定的力學(xué)柔性仍被完好保留，且可承受不同載荷的沖擊。上述氮化硼氣凝膠的超柔性展示如下圖所示。
獲得的超柔性氮化硼氣凝膠有望在航空航天的隔熱透波、核反應(yīng)堆的核防護及熱防護等高端領(lǐng)域獲得實際應(yīng)用。該工作以“Boron Nitride Aerogelswith Super-Flexibility Ranging from Liquid Nitrogen Temperature to 1000 °C”為題，發(fā)表在國際著名期刊《先進功能材料》（Advanced Functional Materials, 2019,29, 1900188）上。
據(jù)了解，氣凝膠是一種固體物質(zhì)形態(tài)，世界上密度最小的固體。密度為3kg每立方米。一般常見的氣凝膠為硅氣凝膠，其最早由美國科學(xué)工作者Kistler在1931年制得。氣凝膠的種類很多，有硅系，碳系，硫系，金屬氧化物系，金屬系等等。aerogel是個組合詞，此處aero是形容詞，表示飛行的，gel顯然是凝膠。字面意思是可以飛行的凝膠。任何物質(zhì)的gel只要可以經(jīng)干燥后除去內(nèi)部溶劑后，又可基本保持其形狀不變，且產(chǎn)物高孔隙率、低密度，則皆可以稱之為氣凝膠。
略低于比空氣密度，所以也被叫做“凍結(jié)的煙”或“藍(lán)煙”。由于里面的顆粒非常?。{米量級），所以可見光經(jīng)過它時散射較?。ㄈ鹄⑸洌?，就像陽光經(jīng)過空氣一樣。因此，它也和天空一樣看著發(fā)藍(lán)（如果里面沒有摻雜其它東西），如果對著光看有點發(fā)紅。（天空是藍(lán)色的，而太陽看起來有點紅）。由于氣凝膠中一般80%以上是空氣，所以有非常好的隔熱效果，一寸厚的氣凝膠相當(dāng)20至30塊普通玻璃的隔熱功能。即使把氣凝膠放在玫瑰與火焰之間，玫瑰也會絲毫無損。氣凝膠在航天探測上也有多種用途，在俄羅斯“和平”號空間站和美國“火星探路者”的探測器上都有用到這種材料。氣凝膠也在粒子物理實驗中，使用來作為切連科夫效應(yīng)的探測器。位在高能加速器研究機構(gòu)B介子工廠的Belle 實驗探測器中一個稱為氣凝膠切連科夫計數(shù)器(Aerogel Cherenkov Counter, ACC) 的粒子鑒別器，就是一個最新的應(yīng)用實例。這個探測器利用的氣凝膠的介于液體與氣體之低折射系數(shù)特性，還有其高透光度與固態(tài)的性質(zhì)，優(yōu)于傳統(tǒng)使用低溫液體或是高壓空氣的作法。同時，其輕量的性質(zhì)也是其中一個優(yōu)點。
科學(xué)家聲稱，氣凝膠的基本制備原理是除去凝膠中的溶劑，讓其保留完整的骨架。在以往制備氣凝膠的案例中，科學(xué)家主要采用溶膠—凝膠法和模板導(dǎo)向法。前者可以批量合成，但是可控性差；后者能產(chǎn)生有序的結(jié)構(gòu)，但依賴于模板的精細(xì)結(jié)構(gòu)和尺寸，難以大量制備。
高超課題組另辟蹊徑，探索出無模板冷凍干燥法：將溶解了石墨烯和碳納米管的水溶液在低溫下凍干，便獲得了“碳海綿”，并且可以任意調(diào)節(jié)形狀，令生產(chǎn)過程更加便捷，也使這種超輕材料的大規(guī)模制造和應(yīng)用成為可能。
