3D Electrospinning of Al2O3/ZrO2 fibrous aerogels for multipurpose thermal insulation

材料科学 复合材料 热导率 保温 纤维 陶瓷 静电纺丝 热传导 热的 涂层 水分 聚合物 物理 气象学 图层(电子)
作者
Shiling Dong,Barbara M. Maciejewska,Robert P. Millar,Nicole Grobert
出处
期刊:Advanced composites and hybrid materials [Springer Science+Business Media]
卷期号:6 (5) 被引量:38
标识
DOI:10.1007/s42114-023-00760-y
摘要

Abstract Ceramic aerogels are excellent ultralight-weight thermal insulators yet impractical due to their tendency towards structural degradation at elevated temperatures, under mechanical disturbances, or in humid environments. Here, we present flexible and durable alumina/zirconia fibrous aerogels (AZFA) fabricated using 3D sol–gel electrospinning — a technique enabling in situ formation of 3D fiber assemblies with significantly reduced time consumption and low processing cost compared to most existing methods. Our AZFAs exhibit ultralow density (> 3.4 mg cm −3 ), low thermal conductivity (> 21.6 mW m −1 K −1 ), excellent fire resistance, while remaining mechanically elastic and flexible at 1300 °C, and thermally stable at 1500 °C. We investigate the underlying structure-thermal conductivity relationships, demonstrating that the macroscopic fiber arrangement dictates the solid-phase thermal conduction, and the mesopores in the fiber effectively trap air thereby decreasing the gas conduction. We show experimentally and theoretically that directional heat transport, i.e. , anisotropic thermal conductivity, can be achieved through compressing the fiber network. We further solve the moisture sensitivity problem of common fibrous aerogels through fluorination coating. The resulting material possesses excellent hydrophobicity and self-cleaning properties, which can provide reliable thermal insulation under various conditions, including but not limited to high-temperature conditions in vehicles and aircraft, humid conditions in buildings, and underwater environments for oil pipelines. Graphical Abstract
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
熹微完成签到,获得积分10
刚刚
bian发布了新的文献求助10
2秒前
完美凝海完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
zhuming发布了新的文献求助10
3秒前
皮皮虾完成签到 ,获得积分10
3秒前
4秒前
5秒前
科研通AI5应助嘉嘉采纳,获得30
6秒前
十七完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
ZT发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
纯真尔竹完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
pcr163应助科研通管家采纳,获得150
9秒前
9秒前
勤奋幻柏应助科研通管家采纳,获得20
9秒前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
zhuming完成签到,获得积分10
10秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
852应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
胡无敌应助科研通管家采纳,获得30
10秒前
七月流火应助科研通管家采纳,获得150
10秒前
10秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
11秒前
火神杯发布了新的文献求助10
11秒前
启明完成签到,获得积分10
11秒前
小青年儿完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
gb发布了新的文献求助10
13秒前
bian完成签到,获得积分10
13秒前
匡佐英完成签到,获得积分10
13秒前
Y.完成签到,获得积分10
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Einführung in die Rechtsphilosophie und Rechtstheorie der Gegenwart 1500
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
Handbook of Milkfat Fractionation Technology and Application, by Kerry E. Kaylegian and Robert C. Lindsay, AOCS Press, 1995 1000
The Affinity Designer Manual - Version 2: A Step-by-Step Beginner's Guide 500
Affinity Designer Essentials: A Complete Guide to Vector Art: Your Ultimate Handbook for High-Quality Vector Graphics 500
Optimisation de cristallisation en solution de deux composés organiques en vue de leur purification 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5038901
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4271009
关于积分的说明 13315931
捐赠科研通 4082433
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2233565
邀请新用户注册赠送积分活动 1241301
关于科研通互助平台的介绍 1167559