近年来，各种海绵状材料包括碳纳米管气凝胶，生物质衍生气凝胶、石墨烯气凝胶，陶瓷纳米纤维气凝胶和碳纳米纤维气凝胶，由于其多孔的三维网络结构而在大变形下具有较高的可压缩性和弹性，因此受到了广泛的关注。其中，海绵陶瓷材料以其轻质、高比表面积、低导热性、优异的化学稳定性和热稳定性等特点引起了人们的广泛关注。由于这些特性，海绵陶瓷材料在保温、水处理、催化剂载体、能量吸收、高温空气过滤等领域得到了广泛的应用。然而，传统的海绵陶瓷材料通常是由陶瓷氧化物制备而成，如二氧化硅纳米颗粒、氧化铝纳米材料、氮化硼片等，陶瓷材料固有的脆性严重限制了其实际应用。因此，迫切需要开发具有优异的柔韧性，高可压缩性以及高低温抗性的陶瓷海绵材料。

有鉴于此，清华大学伍晖教授和北京大学韦小丁研究员等人，提出了一种通过吹纺和随后的煅烧大规模制造高度可压缩，耐高温的SiO₂-Al₂O₃复合陶瓷海绵的简便方法。

本文要点

1）成功地生产了具有多层微纤维层且密度低至10 mg cm^-3的各向异性层状陶瓷海绵。此外，层状结构和陶瓷组分为SAC海绵提供了强大的耐火性，-196至1000°C的温度不变的压缩回弹力以及出色的隔热性能，导热系数低至0.034 W m^-1 K^-1。

2）各向异性层状陶瓷海绵具有高抗压疲劳性，与应变无关的零泊松比。这些SAC海绵具有层状结构，在高达80％的应变下表现出高可压缩性，在50％的应变下具有600个循环的高压缩抗疲劳性。

3）此外，层状结构也赋予了陶瓷海绵优良的吸声性能，密度为20 mg cm^-3且厚度为29 mm的轻质SAC海绵具有出色的吸声性能（NRC为0.77），证明了SAC海绵是现有保温吸声材料的一种很有前途的替代品。

总之，开发的具有高耐温性、高压缩性的各向异性层状SAC海绵材料是目前在绝热和吸声领域的脆性材料的一种很有前途的替代品。

参考文献：

Jia, C., Li, L., Liu, Y. et al. Highly compressible and anisotropic lamellar ceramic sponges with superior thermal insulation and acoustic absorption performances. Nat Commun 11, 3732 (2020).

DOI: 10.1038/s41467-020-17533-6

https://doi.org/10.1038/s41467-020-17533-6