寶葉陶瓷_腦洞大開！將陶瓷做成“海綿”，既耐熱還可過濾污水

陶瓷因其強(qiáng)度高的優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于多個(gè)制造業(yè)領(lǐng)域，但它跟海綿完全扯不上關(guān)系。直到近日，美國和中國科學(xué)家最近合作，利用納米纖維制造出一種陶瓷“海綿”，它可壓縮變形，并且能耐高溫、隔熱性好，有著廣泛的潛在用途。

美國布朗大學(xué)日前發(fā)布的新聞公報(bào)說，這一成果是由布朗大學(xué)與中國清華大學(xué)合作取得的，可以低成本、大規(guī)模生產(chǎn)納米陶瓷“海綿”，用于制造新型隔熱材料、凈水材料等。相關(guān)論文發(fā)表在美國《科學(xué)》雜志的子刊《科學(xué)進(jìn)展》上。

普通陶瓷上的裂紋會(huì)迅速擴(kuò)大，輕微變形就可能使整塊陶瓷破碎。但在納米尺度上，材料特性會(huì)發(fā)生巨大變化，以陶瓷納米纖維制成的物品可以很柔韌。不過，目前制造納米纖維的主要方法要么不適用于陶瓷，要么成本高昂而且費(fèi)時(shí)間。

因此，研究小組采用了一種被稱為“溶液噴射紡絲”的技術(shù)，利用氣體壓力使包含陶瓷材料的溶液從極細(xì)的針孔中噴出，凝固成納米尺度的絲線，把這些絲線收集起來加熱，去除溶劑材料，剩下的就是繞成一團(tuán)的陶瓷纖維，外觀看上去像棉球。

研究人員用多種不同類型的陶瓷材料成功制成“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。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)它們的可壓縮性很好，能耐８００攝氏度高溫，而且高度隔熱。把花瓣放在７毫米厚的氧化鋯陶瓷海綿上，下面以４００攝氏度加熱１０分鐘，花瓣仍完好無損，而用普通陶瓷材料隔熱，花瓣早就燒焦了。

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(dāng)代的水過濾技術(shù)中，所用的過濾材料大多是粉末狀，并且難以重復(fù)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?dāng)D出陶瓷后，又可以重復(fù)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(yīng)用仍需要時(shí)間。寶葉陶瓷