从液氮温度到1000℃具有超柔韧性的氮化硼气凝胶

 
具有优异力学性能的气凝胶具有广泛的应用前景，因而引起了人们广泛的兴趣。然而，现有的气凝胶通常缺乏必要的柔韧性，尤其在极端条件下使用时。目前报道的关于氮化硼气凝胶的制备方法不少，但制备出来的氮化硼气凝胶柔韧性较差。中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所Li等人采用氢键组装法制备的二硼酸三聚氰胺前驱体，经高温氨化反应制备了一种由氮化硼纳米带构成的、具有不随温度而变的超柔韧性的气凝胶。该气凝胶由大量交叉纠缠在一起的纳米带构成，此独特结构赋予该气凝胶优异的压缩/弯曲/扭转弹性、耐切削性和可恢复性。其力学柔性从液氮温度(-196°C)到高于1000°C的大温度范围内都得到了保持，因此该气凝胶有可能在极端环境中发挥功用。该成果发表在Adv. Funct. Mater. 2019, 29,1900188.

BN纳米带气凝胶的柔韧性:a)不同体积比水/TBA混合溶液中BN气凝胶的应变-应力曲线。b) BN-57的加载-卸载循环和应变-应力曲线，随应变从5%增加到75%。c)压缩试验50次加载-卸载循环的应变-应力曲线。d) BN纳米带气凝胶压缩后恢复原状的照片。e-g) BN气凝胶在弯曲状态(e)扭转状态(f)和剪切状态(g)下的照片和SEM图像。

BN纳米带气凝胶在液态N2和火焰中的柔韧性:a - a3)将BN气凝胶浸入液态N2中进行压缩释放。b)用锋利的镊子挤出液氮。c-c2)挤出液氮，将液氮倒入BN气凝胶中。d,e) BN气凝胶再次进行火焰测试，通过表面加载d - d3和线性加载e- e2进行压缩和释放。f)大气中BN纳米带气凝胶的TGA曲线。(f)中的插图是BN纳米带气凝胶在1018-1020℃空气气氛的管式炉中的照片。

简报作者: 高向前责任编辑：黄阳

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