清華大學研發(fā)出3D打印“海綿陶瓷”材料,，用途有多廣泛,？

眾所周知,，陶瓷因其強度高的優(yōu)勢，被廣泛應用于多個制造業(yè)領域,。然而,，這種材料最大的缺點就是脆性。據南極熊了解,，近日,，清華大學的研究團隊研發(fā)出一種3D打印“海綿陶瓷”，可以克服這一缺點,。這種新型陶瓷材料超輕,、耐熱，完全不存在傳統(tǒng)消費陶瓷的脆性問題,，而且其制備過程快速經濟,，未來有望應用在隔熱、消防人員防護服,、水過濾等領域,。

據悉，該材料通過將陶瓷納米纖維嵌入到海綿中紡織在一起制成,，因此非常輕,。具體工作原理是，陶瓷溶液從微小的噴絲孔噴射到紡絲箱中,，然后噴射出來的絲就會纏繞到一起,，就像用糖絲制作棉花糖一樣,。

所以，最終制備得到的材料可以像棉花糖一樣又輕又軟,。當人們擠壓該陶瓷材料時,，它可以被壓扁然后反彈回近似原始形態(tài)，而且不會被損壞,。
這種制備方法比3D打印或者靜電紡絲更加省時,，成本也更低，可以實現大規(guī)模生產,。據介紹,，這項研究旨在制備一種既能高度變形又可以承受高溫的材料。

在實際研究過程中,，研究人員嘗試了幾種不同的陶瓷材料來制備其中的海綿,，包括二氧化鈦和氧化鋯等。這些材料本身是非常好的隔熱材料,。為了測試它們的耐熱性,，研究人員將花瓣放置到不同的材料上，比如鐵,、氧化鋁泡沫以及新型氧化鋯陶瓷海綿等,。頂部的發(fā)熱體將其加熱至752度，10分鐘后,，鐵,、氧化鋁泡沫等材料上的花瓣都變得松脆。而氧化鋯陶瓷海綿上的花瓣只是變得有點枯萎,，并且一小時之后，海綿頂部的溫度僅有200度,，展現了很好的耐熱性能,。

研究人員希望利用這一優(yōu)勢，將其利用在隔熱材料,，甚至是對重量,、靈活性以及隔熱性都有要求的消防服上。此前有人開發(fā)了可彎曲的耐熱陶瓷,，但是它們多類似于薄紙狀而不是棉花球狀,，而且應用范圍往往限于電子工業(yè)。

除了耐熱性,，海綿陶瓷還具有良好的通透性,，因此可以用于過濾污水，在光照下除去污染顆粒,。當代的水過濾技術中,，所用的過濾材料大多是粉末狀,，并且難以重復利用。而這種新型的陶瓷材料光照下僅用15分鐘就可以把人工染料分解掉,，將清潔后的水擠出陶瓷后,，又可以重復利用。該研究成果證明了這種海綿陶瓷是可制備的,，只不過商業(yè)化應用仍需要時間,。

來源： DeepTech深科技
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