新聞網(wǎng)訊 近日，物理科學(xué)學(xué)院龍?jiān)茲山淌凇埧「苯淌?、清華大學(xué)伍暉教授團(tuán)隊(duì)合作在國(guó)際知名期刊 Advanced Fiber Materials（2025, 7: 937-949）上發(fā)表了題為“Compressible Piezoelectric Ceramic Nanofiber Aerogels with Multifunction”（具有多功能的可壓縮的壓電陶瓷納米纖維氣凝膠）的研究論文。Advanced Fiber Materials 最新SCI影響因子為21.3。論文第一作者是博士生高原（博士剛畢業(yè)，入職清華大學(xué)伍暉教授課題組博士后），通訊作者是青島大學(xué)張俊副教授、龍?jiān)茲山淌诤颓迦A大學(xué)伍暉教授。
圖為多功能柔性可壓縮的三維結(jié)構(gòu)壓電陶瓷納米纖維氣凝膠
鈦酸鋇（BaTiO3）是一種重要的功能陶瓷材料，因其優(yōu)異的介電、鐵電、壓電和光電性能，在電子器件、能源、環(huán)境、催化以及醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域備受關(guān)注。但是，陶瓷晶體固有的脆性大大限制了BaTiO3的實(shí)際應(yīng)用，尤其是開(kāi)發(fā)具有更大應(yīng)用價(jià)值的BaTiO3陶瓷納米纖維氣凝膠依然困難重重。
針對(duì)這一問(wèn)題，本研究提出利用非晶態(tài)Al2O3修復(fù)BaTiO3納米纖維中缺陷的策略來(lái)解決BaTiO3納米纖維的脆性問(wèn)題，并且通過(guò)空氣動(dòng)力學(xué)模擬優(yōu)化了溶液噴射紡絲工藝，從而制備出柔性可壓縮的三維結(jié)構(gòu)BaTiO3/Al2O3陶瓷納米纖維氣凝膠。此外，該陶瓷納米纖維氣凝膠在多個(gè)方面表現(xiàn)出優(yōu)異的性能和應(yīng)用前景，例如，柔性可穿戴電子器件（壓電響應(yīng)時(shí)間極短：78 ms）、阻燃熱防護(hù)（熱導(dǎo)率極低：0.0275 W·m-1·K-1）、吸音降噪（降噪系數(shù)很高：0.67）、室溫和高溫過(guò)濾領(lǐng)域（過(guò)濾效率很高：PM0.3≥99.96%）。該工作有助于推動(dòng)柔性壓電陶瓷納米纖維氣凝膠的大規(guī)模生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用。
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