可持续应用需要具有极低导热性和高导电性且易于加工、可折叠和不易燃的材料，特别是在能量转换器、微型电子产品和高温燃料电池中。鉴于高导热性和高导电性之间的内在相关性，必须采用创新的设计概念来解耦声子和电子传输。

近日，拜罗伊特大学Markus Retsch，Günter Motz，Seema Agarwal报道了一个简单的概念，将极低的导热性和高导电性与可折叠性和出色的耐火性相结合，如电纺碳/硅基陶瓷纳米复合非织造材料的示意图所示。

文章要点

1）发现这一概念的关键是碳与纳米尺寸的硅基陶瓷夹杂物以海岛型纳米结构（指定为 C/SiCON）的形式在单根纤维中结合，源自混合聚合物材料：商业聚丙烯腈共聚物 (PAN) 和低聚硅氮烷 (OSZ) 前体和适当的加工条件。

2）虽然 PAN 被用作碳相的标准前体，但 OSZ 有助于形成纳米级陶瓷相，该陶瓷相以海岛结构的形式均匀分布在每根纤维中的碳相旁边。

3）研究人员假设不同材料（碳和硅基陶瓷）之间界面密度的增加、孔径小和随机铺设的固体纤维网络结构导致极低导热性和高导电性的结合。

参考文献

Xiaojian Liao, et al, Extremely low thermal conductivity and high electrical conductivity of sustainable carbonceramic electrospun nonwoven materials, Sci. Adv. 9, eade6066 (2023)

DOI: 10.1126/sciadv.ade6066

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ade6066