ایروژل های سرامیکی تراکم پذیر، بسیار انعطاف پذیر، و مقاومت به تشکل ترک
Highly Stretchable, Crack-Insensitive and Compressible Ceramic Aerogel
ایروژل های سرامیکی، ساختارهای جذابی برای عایق حرارتی دما-بالا، پایه کاتالیست، و اولترا-فیلتراسیون هستند، اما چون بسیار ترد هستند، کاربردهای آن ها محدود شده است. اخیرا، تراکم پذیری (compressibility ) برگشت پذیر در ایروژل های سرامیکی نانوساختار و انعطاف پذیر، مشاهده شده است. با این وجود، این نوع ایروژل ها نیز هنوز شکست ترد و سریع را تحت کشش نشان می دهند. در مقاله ای که در مجله ACS NANO منتشر شده است، از طریق مهندسی مایکروساختار با استفاده از نانوسیم های دو-کریستالی SiC-SiOx، یک ایروژل سرامیکی بسیار تراکم پذیر با کشش برگشت پذیر ساخته شده است که نسبت به ترک نیز حساس نیست. این ایروژل کشش برگشت پذیر با کرنش بالا (20%) داشته است و مقاومت خوبی در تست خستگی با کشش سرعت-بالا، نشان داده است. حتی در نمونۀ دارای ترک اولیه (prenotched)، کشش برگشت پذیر تا 10% مشاهده شد که نشانگر مقاومت خوب در برابر ترک است. علاوه بر آن، تراکم پذیری برگشت پذیر این ایروژل تا 80% کرنش مشاهده شد و رسانایی حرارتی آن نیز بسیار پایین بوده است و پایداری حرارتی بسیار عالی ای، حتی در دمای 1200 درجه سانتیگراد تحت شعله بوتان، یا در دمای نیتروژن مایع، 196- درجه، داشته است. یافته های این مقاله نشان می دهند که خواص کششی عالی این ایروژل به دلیل تغییرشکل، برهم کنش، و جهت گیری مجدد نانوسیم های انحناوار ایجاد می شود که می توانند تمرکز تنش را کاهش دهند و از ایجاد ترک و رشد ترک در حالت کشش، جلوگیری کنند. همچنین در ویدئوی آپلود شده، می توانید تست کشش این ایروژل در دمای بسیار بالا و دمای بسیار پایین را مشاهده کنید و علمکرد فوق العاده ای داشته است. نتایج این پژوهش نه تنها کاربرد ایروژل های سرامیکی را در شرایط دارای تنش دینامیک پیچیده در دمای بسیار بالا یا پایین، گسترش می دهد، بلکه مسیر را برای طراحی سایر مواد سرامیکی متخلخل با مقاومت به ترک و انعطاف پذیری بسیار بالا را برای کاربردهای مختلف، باز می کند.
