新型陶瓷海綿耐壓又耐熱

　　 雖然陶瓷以能夠承受高溫而聞名，但它們的脆弱也“聲名在外”——它們在發生形變時通常會破裂。然而，由美國布朗大學和清華大學的科學家開發的一種用陶瓷納米纖維制成的海綿狀新材料卻并非如此，其可用于從高溫絕緣到水過濾等領域。

　　納米纖維一般通過靜電紡絲或3D激光打印等工藝進行生產。前者不適用于陶瓷，而后者則耗費較多時間和成本。現在，科學家們使用了一種名為溶液吹紡的技術，這種方法是使用氣壓推動含陶瓷原料的溶液通過一個微小的孔洞。當液體從該孔洞出來時，就會凝固成纖維。將這些纖維收集在紡絲裝置上，然后進行加熱以除掉溶劑。最后得到一個由纏結的陶瓷納米纖維組成的棉球狀海綿。

　　這些海綿在被壓縮50%后能夠回彈到原來的體積——其他標準的陶瓷材料都不能做到。研究人員將這種屬性歸功于這種纖維的小尺寸。

　　美國布朗大學的研究人員表示，在納米尺度上，裂紋和缺陷變得非常小，以至于激活并使它們擴展需要更多的能量。納米尺度纖維同時也促進了形變機制，例如所謂的蠕變——其中原子可以沿著晶界擴散，從而使材料變形而不破裂。

　　即使加熱到800℃，這個海綿也能保持其彈性。在實驗室測試中，將一片花瓣放置在由二氧化鋯陶瓷制成的7mm厚的海綿上。將該海綿的底部加熱至400℃達10分鐘后，這片花瓣都幾乎沒有枯萎。相比之下，放置在其他多孔陶瓷材料樣品上的花瓣在相同條件下都被燒焦了。

　　由于二氧化鈦陶瓷是已知的抗菌光催化劑（當其暴露于光照下時可以殺死微生物），因此用其制成的海綿也可用作可重復使用的水過濾器。試驗表明，二氧化鈦海綿可以在含有有機染料的水中吸收其重量的50倍。隨后在光照下15分鐘后，染料被該海綿降解，將其擰干后可再次使用。

　　研究人員認為，這種海綿還可以用作耐熱柔性絕緣材料，例如可以用于消防員的衣服。