虽然陶瓷以能够承受高温而闻名，但它们的脆弱也“声名在外”——它们在发生形变时通常会破裂。然而，由美国布朗大学和清华大学的明升体育app家开发的一种用陶瓷纳米纤维制成的海绵状新材料却并非如此，其可用于从高温绝缘到水过滤等领域。
纳米纤维一般通过静电纺丝或3D激光打印等工艺进行生产。前者不适用于陶瓷，而后者则耗费较多时间和成本。现在，明升体育app家们使用了一种名为溶液吹纺的技术，这种方法是使用气压推动含陶瓷原料的溶液通过一个微小的孔洞。当液体从该孔洞出来时，就会凝固成纤维。将这些纤维收集在纺丝装置上，然后进行加热以除掉溶剂。最后得到一个由缠结的陶瓷纳米纤维组成的棉球状海绵。
这些海绵在被压缩50%后能够回弹到原来的体积——其他标准的陶瓷材料都不能做到。研究人员将这种属性归功于这种纤维的小尺寸。
美国布朗大学的研究人员表示，在纳米尺度上，裂纹和缺陷变得非常小，以至于激活并使它们扩展需要更多的能量。纳米尺度纤维同时也促进了形变机制，例如所谓的蠕变——其中原子可以沿着晶界扩散，从而使材料变形而不破裂。
即使加热到800℃，这个海绵也能保持其弹性。在实验室测试中，将一片花瓣放置在由二氧化锆陶瓷制成的7mm厚的海绵上。将该海绵的底部加热至400℃达10分钟后，这片花瓣都几乎没有枯萎。相比之下，放置在其他多孔陶瓷材料样品上的花瓣在相同条件下都被烧焦了。
由于二氧化钛陶瓷是已知的抗菌光催化剂（当其暴露于光照下时可以杀死微生物），因此用其制成的海绵也可用作可重复使用的水过滤器。试验表明，二氧化钛海绵可以在含有有机染料的水中吸收其重量的50倍。随后在光照下15分钟后，染料被该海绵降解，将其拧干后可再次使用。
研究人员认为，这种海绵还可以用作耐热柔性绝缘材料，例如可以用于消防员的衣服。（李惠钰编辑）
《明升官网明升体育app报》 (2017-06-08 第6版 前沿)
