主要观点总结
本文介绍了一种基于高屈曲纳米纤维的超可拉伸陶瓷气凝胶（USCA），该材料具有超强的拉伸性、近零泊松比、近零热膨胀系数和拉伸不敏感的隔热性能。USCA的设计灵感来源于爬山虎卷须的生物结构，采用偏轴静电纺丝技术制备。该材料在极端条件下的隔热性能出色，可应用于航空/航天器、月球/火星基地、锂电池、工业炉和太空/消防服等领域。相关工作发表在《Advanced Materials》上。
关键观点总结
关键观点1: 研究背景
陶瓷气凝胶已成为最具吸引力的材料系列之一，但其在机械性能方面的脆性限制了其应用。研究旨在改善陶瓷气凝胶的机械性能，提高其拉伸性和韧性。
关键观点2: 研究亮点
1. 通过对爬山虎卷须的生物启发，设计并合成了高屈曲纳米纤维的陶瓷气凝胶。2. USCA具有高达150%的超大拉伸性，远高于传统的直线型纳米纤维陶瓷气凝胶。3. USCA展示了近零泊松比和近零热膨胀系数，赋予其热机械稳定性。4. USCA具有拉伸不敏感的隔热性能，在极端条件下表现出良好的热稳定性。
关键观点3: 材料制备
采用偏轴静电纺丝技术，通过两种高分子聚合物的Zr-Si前驱体溶液进行静电纺丝，形成高屈曲纳米纤维。进一步通过热处理，制备出陶瓷气凝胶。
关键观点4: 性能表征
系统表征了USCA的结构及化学组分，证明了其在机械性能、热稳定性和隔热性能方面的优异表现。通过分子动力学模拟，研究了Zr-Si摩尔比对纤维力学性能的影响。
关键观点5: 应用前景
USCA在航空/航天器、月球/火星基地、锂电池、工业炉和太空/消防服等领域具有广泛的应用前景。这种超可拉伸气凝胶也为柔性电子产品、电池、过滤器、传感器和机器人的热管理提供了机会。
文章预览
陶瓷气凝胶展现了许多优异特性，已成为最具吸引力的材料系列之一，广泛应用于隔热、阻燃、储能、辐射冷却和吸收/过滤等多个领域。在设计具有所需功能的陶瓷气凝胶时，一个重要的性能指标是其机械性能，即在防止由环境因素（如机械应力、热梯度和毛细力）引起的结构损伤方面具有优异的变形能力。然而与聚合物或生物质材料不同，陶瓷材料，特别是超轻陶瓷气凝胶，由于其固有的脆性，容易遭受断裂破坏。迄今为止的研究表明，陶瓷气凝胶的机械性能可以通过组分设计和结构工程得到显著改善。目前，陶瓷气凝胶的可压缩性已得到很好的提高，然而，由于纳米纤维的物理缠结和纳米片的π-π堆叠等构件之间的连接模式相对较弱，其仍然表现出很低的韧性，在受到拉力作用时会出现严重的结构损伤甚至断裂。要提高陶瓷气凝胶的韧性并实
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