(Notícias Nanowerk) Um grupo de pesquisa liderado pelo Prof. WANG Zhenyang e ZHANG Shudong do Instituto de Ciências Físicas de Hefei da Academia Chinesa de Ciências, desenvolveu aerogel materiais com alta resistência à temperatura, resistência mecânica e desempenho de isolamento térmico.
Os resultados desta pesquisa foram publicados em Revista de Química de Materiais A (“Aerogéis de fibra cerâmica isolante térmica reforçados por nós de fusão de fibras sobrepostas para superelasticidade e alta resistência à compressão”), Materiais e Interfaces Aplicados ACS (“Aerogéis híbridos multirrede interpenetrados por fibras de montmorilonita em camadas e hidroxiapatita unidimensional para isolamento térmico e contra fogo”) e Revista de Engenharia Química (“Alginato de sódio/ Al2O3 aerogel nanocompósito de fibra com propriedades de isolamento térmico e retardamento de chamas”).

SiO inorgânico2 aerogel é um materials sólido poroso que é automontado por sílica nanopartículas. Seus abundantes poros de partículas são preenchidos com ar, o que lhe confere as características de baixa densidade de quantity, alta porosidade e baixa condutividade térmica. É considerado o materials sólido com a menor condutividade térmica e se tornou um dos materiais de isolamento mais críticos em campos de controle térmico de ponta. No entanto, a fragilidade estrutural e a baixa resistência à temperatura (≤700 °C) do SiO inorgânico2 O aerogel limita sua aplicação em ambientes extremos.
Neste estudo, os pesquisadores abordaram essas limitações introduzindo uma pequena quantidade de ZrO2 fase cristalina para SiO unidimensional2 fibras, aumentando significativamente sua resistência à temperatura. Eles também criaram vários nós de fusão entre o SiO2 fibras para melhorar a resistência à compressão e a tenacidade à fratura. O aerogel resultante tem uma condutividade térmica tão baixa quanto 0,092 W/m·Okay, uma deformação elástica de mais de 80% e uma resistência à compressão de 389 kPa. Ele também mantém estabilidade e elasticidade em uma ampla faixa de temperatura de -196 °C a 1300 °C.
Eles também exploraram aerogéis inorgânicos bidimensionais, que foram formados pela montagem de nanofolhas em uma estrutura sólida porosa. Usando nanofolhas de montmorilonita e nanofios de hidroxiapatita, eles criaram um aerogel bidimensional com excelentes propriedades de isolamento térmico e retardantes de chamas. Este materials demonstrou um módulo de compressão de 80 MPa em testes padrão.
Além disso, a equipe investigou aerogéis de biomassa para uso como materiais de isolamento de construção ecologicamente corretos. Eles desenvolveram novos métodos de reticulação para melhorar a retardância de chamas e as propriedades mecânicas desses aerogéis. Notavelmente, eles desenvolveram aerogéis de alginato de sódio de biomassa que podem suportar mais de 2.600 vezes seu próprio peso e possuem excelentes propriedades de retardância de chamas e autoextinção.
Esta pesquisa não apenas supera os desafios de equilibrar resistência a altas temperaturas e resistência em aerogéis, mas também fornece novos materiais para isolamento térmico eficiente, prevenção de incêndio e estabilidade mecânica sob condições extremas.