陶瓷气凝胶是一种轻质高效的隔热材料，在建筑、工业、航空航天等领域有着广阔的应用前景，但由于其在高温下的脆性和结构崩塌而受到限制。近年来，基于纳米结构的超轻材料是实现陶瓷气凝胶弹性的有效方法。但是，这些结构中随机分布的大孔隙通常会导致刚度低和隔热性能下降。

近日，西安交通大学王红洁教授报道了选择SiC纳米线作为构建基块，通过使用定向浇铸和后续热处理工艺来构建超轻陶瓷气凝胶。

文章要点

1）SiC@SiO₂纳米线气凝胶具有各向异性和分层的微观结构，可组装成对齐的管状孔，将这种气凝胶称为“AH-SSCSNWA”。气凝胶中的多尺度导热势垒使其在径向(垂直于孔取向方向)具有14 mW/m·K的超低导热系数。

2）管状孔排列的各向异性微结构还导致在轴向(孔排列方向)上的异常刚度（24.7 kN·m/kg的高比模量），这使得一块气凝胶能够支撑其自身重量的4000倍以上，而没有任何明显的损伤。

3）陶瓷成分的使用保证了AH-SSCSNWA在含氧环境中具有良好的热稳定性和化学稳定性，例如通过垂直燃烧试验证明了良好的耐火性。

Lei Su, et al, Anisotropic and hierarchical SiC@SiO₂ nanowire  aerogel with exceptional stiffness and stability for thermal superinsulation, Sci. Adv. 2020

DOI：10.1126 / sciadv.aay6689

https://advances.sciencemag.org/content/6/26/eaay6689