中国科大研发新型气凝胶材料，助力航空航天技术突破

中国科大研发新型气凝胶材料，助力航空航天技术突破

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科学网

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来源

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https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/9/530818.shtm

2.

https://kyb.ustc.edu.cn/_t1002/2024/1113/c6076a660423/pagem.htm

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http://www.news.cn/science/20241113/70328dc6be604b5190055a23903b54a5/c.html

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https://www.shuzhicube.com/keyandongtai/151.html

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https://news.xjtu.edu.cn/info/1004/211257.htm

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http://www.news.cn/science/20240403/1ae6b4182ca24718adb663b49fd85013/c.html

7.

https://www.aibangairgel.com/a/8218

8.

https://www.aibangairgel.com/a/8023

中国科学技术大学俞书宏院士团队在气凝胶材料研究领域取得重大突破，成功研制出一种新型弹性碳气凝胶（Functional Carbon Spring，FCS）。这种材料通过独特的仿生设计，实现了动态电磁波吸收和热防护的双重功能，在航空航天领域展现出广阔的应用前景。

FCS气凝胶的创新之处在于其模仿人体足弓结构的长程层状多拱微观结构。这种设计不仅赋予材料优异的机械性能，还使其在电磁波吸收和热防护方面表现出卓越的性能。

通过调整压缩应变，FCS气凝胶的电磁波吸收性能可实现动态调节。当压缩应变从0%变化到50%时，其有效吸收带宽可达到13.4 GHz，覆盖了测量频谱的84%。更令人瞩目的是，该材料在75%应变时展现出新颖的吸波“开-关”切换能力，吸收带宽可降至0 GHz。

FCS气凝胶具有超低的垂直热导率，仅为12.7 mW m⁻¹K⁻¹。其独特的“面内高热导，面外低热导”的各向异性热传导机制，使其在热防护方面优于常见的蜂窝结构和各向同性多孔气凝胶。

传统的气凝胶材料在优化电磁波吸收和热防护性能时往往面临一个关键矛盾：热防护效果与材料厚度呈正相关，而电磁波吸收只能在特定厚度下达到最佳效果。FCS气凝胶通过其独特的结构设计，成功解决了这一矛盾，实现了两种性能的协同优化。

在航空航天领域，精密仪器面临着电磁波污染和热损伤的双重威胁。FCS气凝胶的出现为解决这一难题提供了新的方案。其轻质、多功能的特点，使其在卫星、航天器等设备的防护系统中具有广阔的应用前景。

此外，研究团队还建立了“电磁-热”双重保护材料数据库，为新材料的性能比较和应用提供了标准。这一成果不仅展示了中国在新材料领域的创新能力，也为推动全球航空航天技术的发展注入了新的动力。

这项研究得到了新基石研究员项目、国家重点研发计划、中国科学院战略型先导科技专项基金等的支持，相关成果已发表于国际学术期刊《先进材料》上。