Zeramikazko aerogel ultraarina oso erabilia da eremu termiko, elektriko, magnetiko, mediko, optiko eta kimikoetan, bere dentsitate baxua eta eroankortasun termikoa, azalera espezifiko handia, porositate handia eta inertzia kimiko eta termikoagatik. Hala ere, zeramikazko aerogel tradizionala hauskorra eta prozesatzeko zaila da, eta kanpoko tentsio edo tentsio handien pean egitura-kolapsoa izateko joera du, eta horrek bere aplikazioa mugatzen du muturreko inguruneetan, hala nola, aeroespaziala eta defentsa nazionala. Hori dela eta, oraindik zaila da zeramikazko aerogelaren trakzio-propietateak egiturazko diseinuaren bidez hobetzea.

Duela gutxi, donghua unibertsitateko ikerketa-taldeak hiru dimentsioko erreakzio-sintesi-metodoa erabiliz biraketa elektrostatiko baten moduko 3d ehundura kizkur nanozuntz egitura zeramikazko aerogel (ICCAs), aerogelak propietate mekaniko bikainak eta egonkortasun termikoa ditu, erraz, azkar eta kostu baxurako. forma konplexuko nanozuntz zeramikoekin masa-ekoizpenak erreferentzia eskaintzen du.

Hiru dimentsioko biraketa elektrostatiko erreaktiboa sol-gel erreakzioaren bidez kontrolatzen da zurrustadan. Partikula koloidalen protonazio-maila egokituz, sol-jaren gelifikazio-tasa kontrolatu daiteke eta jetaren forma zehatz-mehatz kontrolatu daiteke milisegundotan. Azterketa honetan, tanta konikoaren ihinztadura modua ihinztadura anitzeko modura aldatu zen, eroankortasun handiko sol-disoluzioan polimero kopuru txiki bat gehituz eta biskositate baxuarekin, partikula koloidalen arteko kondentsazioari eraginik ez zitzaion bitartean. Gainazaleko potentzial handia dela eta, zorrotada zuzeneko fluxu lerden batean luzatzen da, hiru dimentsioko kizkur-egitura osatuz. Oso erreaktiboak diren partikula koloidalek hezurdura oso gurutzatuta eta solido bat osatzen dute, kondentsazioaren eta jetaren solidotzearen bidez, eta horrek 3D-ko nanozuntzen egituraren deformazioa eta kolapsoa galarazten ditu. Azkenik, aerogelaren aitzindaria airean kaltzinatu zen 1000 ℃-tan ordubetez ICCAak lortzeko.

Zeramikazko zuntz material tradizionalen geruza-egiturarekin eta zeramikazko aerogel tradizionalen perla-katearen egiturarekin alderatuta, ICCAs-ek hiru dimentsioko gurutzatutako nanozuntz egitura bat du, eta oraindik egonkortasun termiko ona du 1400 ℃-tan kaltzinatu ondoren ere. Gainera, ICCAak luza daitezke eta korapiloak ikus daitezkeen hausturarik gabe. 6 mg/cm3-ko dentsitatea eta 0.06 g-ko pisuarekin, ICCAek bere pisua 3,300 aldiz jasan dezakete hautsi gabe.

ICCAek trakzio elastikotasun, nekearekiko erresistentzia eta harikortasun bikainak ditu. Hasierako formatik %100eko trakzio-tentsiora luza daiteke hausturarik gabe, eta trakzio-haustura-tentsioa 12.7 kpa da. ICCAek 1000 tentsioa askatzeko ziklo jasan ditzakete %40ko tentsioarekin; Tentsio oszilatzailea % 5 denean, energia biltegiratze-modulua, galera-modulua eta moteltze-erlazioa ez dira aldatu 100,000 aldiz luzatu ondoren. Ordubetez 1300 ℃-tan erre ondoren, ICCAek harikortasun bikaina eta trakzio-tentsioa % 1raino erakusten zuten.

Eroankortasun termiko baxuarekin, luzagarritasun handiarekin eta malgutasunarekin, ICCAak isolamendu termikoko material gisa erabil daitezke muturreko inguruneetan eta prestatzeko errazak dira. 170 cm-ko luzera, 130 cm-ko zabalera, 12 cm-ko altuera eta 313 g-ko pisua dituen zeramikazko nanozuntzezko aerogel aitzindaria erraz eta azkar presta daiteke planta pilotuaren bidez ordubeteko epean.

ICCAek pisu ultra arina, isolamendu termikoa, egitura-egonkortasun sendoa, trakzio- eta neke-erresistentzia ditu, eta baliagarria izan daiteke norberaren babeserako ekipamenduetarako, espazioko ibilgailuen babes termikorako sistemetarako eta eramangarri elektroniko malguetarako. Lotutako lana Nature-n argitaratu zen "Direct synthesis of very stretchable ceramic nanofibrous Aerogels via 3D reaction electrospinning" Komunikazioak.