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  熱防護技術作為空間任務飛行器亟待解決的關鍵核心技術之一，是飛行器面向工程實際應用時一個無法回避且必須突破的難題。因此，迫切需求一種兼具低密度輕質、高效隔熱、自熄阻燃、高強度等特點的新型熱防護材料。

圖1 PBO氣凝膠的隔熱性能考核及其離火自熄性能實驗

  針對上述關鍵問題，江西理工大學張思釗、熊仕顯、肖蕓蕓等通過調控溶膠凝膠所浸溶劑與聚合物網絡骨架間的交互作用，采用低成本的常壓干燥方法設計合成了一種輕質、納米多孔、自熄阻燃、隔熱絕緣、易加工成型的聚苯并噁嗪氣凝膠材料（見圖1和圖2）。該材料在1200℃的嚴酷火焰溫度下，可呈現觸火燃燒和離火自熄的優良特性；單面加熱測試數據表明，當熱面溫度為65.8℃時，即使經過400 s的持續加熱過程，其冷面溫度依然可保持在36.4℃，加熱全過程結束后的溫升僅為0.6℃；壓縮性能測試證實材料具有高強度的力學特性，并間接反映了其良好的抗壓能力和抗剪切能力；同時所得材料還具有易加工成型的特點，有望滿足航空航天領域對大尺寸復雜異形結構件工程化應用的現實需求。

圖2 PBO氣凝膠的化學組成、樣品、微觀結構及其隔熱/自熄性能測試

  相關成果以“Nanoporous Polybenzoxazine Aerogels for Thermally Insulating and Self-Extinguishing Materials in Aerospace Applications”為題，于7月23日在美國化學會期刊ACS Applied Nano Materials上正式在線出版。這項工作不僅證明了一種潛在可能的熱防護材料，而且提出了通過調控溶劑與網絡骨架間相互作用的同時優化隔熱性能及其自熄性能的方案, 為發展具有實際應用潛力的臨近空間飛行器熱防護材料提供了新思路。

  論文的第一作者為江西理工大學青年教師熊仕顯，第二作者為江西理工大學2019級碩士研究生楊越，江西理工大學青年教師肖蕓蕓為重要合作作者，通訊作者為江西理工大學青年教師張思釗。本工作的開展得到了江西省自然科學基金、中國博士后科學基金面上資助等項目的支持。

  論文信息：Shixian Xiong, Yue Yang, Sizhao Zhang,* Yunyun Xiao, Hui Ji, Zhouyuan Yang, and Feng Ding. Nanoporous Polybenzoxazine Aerogels for Thermally Insulating and Self-Extinguishing Materials in Aerospace Applications. ACS Applied Nano Materials, 2021, 4, 7280-7288.

  原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acsanm.1c01253