学术前沿 | 具有定向孔结构的韧性和耐疲劳混合纤维气凝胶用于宽频段声波吸收

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      气凝胶是一种轻质且高度多孔、具有网络结构的材料，在声波吸收领域得到了广泛应用。为了有效提升其声学性能，设计合适的孔结构至关重要。本研究提出了一种新型复合气凝胶（命名为ACQ），该气凝胶结合了芳纶纳米纤维（ANFs）、纤维素纳米纤维（CNFs）和石英纤维（QFs）以实现协同效应。通过精确控制这些三元组分的含量，ANFs和CNFs形成了定向通道，这些通道通过刚性QFs的穿透得到进一步增强。最终得到的超轻密度（5 mg/cm³）复合ACQ气凝胶展现出了卓越的宽频段声波吸收性能，平均声波吸收系数达到0.367。有限元仿真阐明了声学能量耗散机制，具体如下：（1）ANFs/CNFs形成的定向通道架构增强了声波的吸收，并有效阻止了其向外传播；（2）QFs的穿透显著增加了孔密度，导致声波在通道内发生多次反射和衍射；（3）声波引起的孔壁和QFs的 ………………………………