陶瓷纳米纤维薄膜以其独特的轻质化、低导热率、耐高温、耐腐蚀及耐震动等优点，可解决目前高温隔热防护产品存在的重量大、低厚度下隔热性差、抗震性不足等瓶颈问题，吸引了科研工作者的广泛关注。然而与大多数陶瓷材料一样，陶瓷纳米纤维材料普遍具有脆性，存在可操作性差、弯曲形变时易断裂、机械稳定性差、极端温度下长时间暴露会出现严重的强度退化等缺陷，极大制约了其在个体防护、航空航天、能源环保等领域的实际应用。有鉴于此，西安工程大学张坤等人提出了一种有效增强陶瓷纳米纤维膜的技术，该技术开发的柔性陶瓷纳米纤维薄膜兼具优异的力学性能和隔热防寒性能。

文章要点：

1）本研究首先利用静电纺丝和高温煅烧技术，通过调节纤维及晶粒尺寸，制备了具有一定柔性的陶瓷纳米纤维薄膜，其纤维间仅靠物理力堆积成膜，在拉伸过程中纤维易出现大面积滑移，从而会造成拉伸强度较低、实际使用过程中易破裂等影响产品性能的缺陷问题。基于此，研究人员通过原位交联复合技术首次将蒙脱土纳米片状晶体引入陶瓷纳米纤维膜中，利用大面积纳米片层结构稳固无规取向纳米纤维，实现了纤维膜整体拉伸强度的显著提升。

2）基于上述兼具良好柔性和拉伸强度的全陶瓷纳米纤维膜，进一步考察了其在极端温度下的机械稳定性，该纤维膜在极低（-196℃）及超高温（1000℃）条件下均表现出极好的柔韧性能。同时，蒙脱土片层结构的引入也实现了纤维膜隔热防寒性能的显著提升，其导热系数仅为0.026 W m⁻¹ K⁻¹，并展示了其在1000℃高温下对人体的防护效果。该项研究提出了一种陶瓷纳米纤维膜的增强策略，推动了陶瓷纳米纤维在极端环境领域的实际应用。

这一研究对于增强无机纳米纤维薄膜力学性能并促进其实际应用具有重要科学意义。论文的通讯作者为西安工程大学张坤副教授，第一作者为毛雪博士。

参考文献

Xue Mao, et al, An Efficient Strategy for Reinforcing Flexible Ceramic Membranes, Nano Lett., 2021

DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c02657

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c02657