美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的研究人員開發(fā)出一種名為“超輕納米銀絲氣凝膠”的新型低密度泡沫金屬，密度最小僅為空氣的4倍，具有優(yōu)異的力學(xué)和電子性能，該種材料的發(fā)展有望推動電子、能量儲存、催化劑載體、燃料電池、傳感器以及醫(yī)療設(shè)備等行業(yè)進步。
泡沫金屬（亦稱多孔金屬）是一種具有輕質(zhì)、高表面積、高導(dǎo)電性、低導(dǎo)熱性的新型材料，其優(yōu)異的特性能夠有效提高產(chǎn)品的性能。使用常規(guī)方法制造泡沫金屬所需的條件極為苛刻，需要在高溫、高壓的環(huán)境中進行，有時還需隔絕氧氣，不利于批量化生產(chǎn)，從而限制了其更加廣泛的應(yīng)用。這種新型的“超輕納米銀絲氣凝膠”則通過采用納米銀絲作為原料形成氣凝膠的方式生產(chǎn)，避免了這些苛刻的限制條件。此外，這種銀絲氣凝膠還具有更好的電導(dǎo)率和力學(xué)性能以及密度可調(diào)節(jié)、孔隙結(jié)構(gòu)可控制等優(yōu)勢，使其在實際應(yīng)用中更具有吸引力。
這種超輕導(dǎo)電銀絲氣凝膠使用納米銀絲組合的新方法制成，納米銀絲采用多元醇合成以及選擇性沉淀純化的方式制備。并通過冷凝納米銀絲水懸浮液然后熱燒結(jié)連接的方式形成氣凝膠。使用這種方式制備的銀絲氣凝膠具有獨特的各向異性微孔結(jié)構(gòu)，電導(dǎo)率達51000S/m，氣凝膠密度可通過納米銀絲水懸浮液的濃度精確控制，最低可達4.8mg/cc，且可成型各種形狀。此外，力學(xué)研究表明，納米銀絲氣凝膠的“彈性強度”模量高達16800Pa。
成功研發(fā)這種超輕銀絲氣凝膠主要得益于由勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的原材料定制能力，除定制這種高質(zhì)量納米銀絲外，這種原料定制能力還使其能夠依據(jù)不同的需求制備各種高指標要求的原材料以滿足應(yīng)用。這種新型納米銀絲氣凝膠的高孔隙率以及優(yōu)異的力學(xué)/電氣性能有望在燃料電池、儲能、醫(yī)療、催化劑、傳感器等領(lǐng)域獲得更為廣泛的應(yīng)用。
