
近期,四虎
王桦、王罗新教授团队本科生谢惠敏在材料科学领域权威期刊《ACS Applied Polymer Materials》(中科院二区)以第一作者发表了题为“Flexible Skeleton-Rigid Enhancement Strategy for SiC/Polyarylate Nanocomposite Aerogels with Integrated Thermal Stability, Sound Absorption, and Electromagnetic Wave Transmission ”的学术论文。四虎
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为该论文的第一署名单位,熊思维副教授为论文的指导老师和通讯作者。

图1:SiC/PAR纳米复合气凝胶的制备过程
针对航空航天、高端电子通信及新能源汽车等领域对材料低导热、隔音降噪与电磁透波的综合需求,提出“柔性骨架-刚性增强”策略:采用熔融纺丝结合湿法球磨制备高长径比热致液晶聚芳酯(PAR)纳米纤维骨架,通过高速剪切实现其与棒状SiC的几何互锁。经定向冷冻干燥及后续热处理,在SiC-PAR界面处原位形成扩散结合层,实现了高效耦合与结构强化。所得SiC/PAR纳米复合气凝胶孔隙率达72%、密度仅0.0428 g/cm³,随着SiC含量由70 wt.%增至80 wt.%,SiC/PAR纳米复合气凝胶的最大应力显著提高,提高了32.3%;同时具备出色的热稳定性(250 °C下长期结构完好)及超低导热系数(0.035 W m⁻¹ K⁻¹),该材料在0-5500 Hz频域内吸声系数达0.34,并在9-12 GHz范围内保持卓越的电磁波透过性能,为多功能隔热隔声与电磁应用提供了新的思路。

图2:SiC/PAR纳米复合气凝胶的热学性能研究
SiC/PAR纳米复合气凝胶通过组分调控与多级孔结构设计,实现了声学、热学及电磁性能的高效集成与协同优化。热学方面,其连续纳米纤维骨架与丰富微纳孔隙有效抑制热传导,兼具优异高温隔热和低温保温性;该材料声学性能可调性显著,不同组分下可分别实现优异宽频吸声特性以及良好隔声效果,体现了结构对声波耗散与反射机制的有效调控;微波频段则具备稳定低介电特性与近真空磁响应,保障了优良电磁波透过能力。这种“热管理-声学调控-电磁透明”多功能一体化特性,可满足复杂环境下的综合防护与功能需求,为新一代轻量化多功能复合材料在高端装备领域的应用提供了极具前景的解决方案。

图3:SiC/PAR纳米复合气凝胶的声学性能与电磁波透波性研究
据悉,四虎
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