于浙江年夜学的一间试验室里，两个不锈钢 铁掌 之间，几片气凝胶被压缩到薄薄一张纸的厚度，形变到达99%。神奇的是，即便履历如许数万次的压缩，气凝胶每一一次都能从头支棱起来，弹回本来的外形。对于在传统气凝胶来讲，如许的压缩足以让其 粉身碎骨 ，而浙江年夜学传授崇高高贵团队经由过程转变气凝胶内部的气孔外形，让质料从脆变弹。

这是崇高高贵团队10余年来摸索的结果。他们乐成制备出具备微穹顶布局的高弹气凝胶，其耐热能力冲破2000摄氏度（2273开尔文）年夜关，于重复挤压下依然连结轻快高弹、机能不变。

此项冲破不仅为气凝胶财产注入了高效、普三木SEO-适的新型制备范式，还有买通了极度温度情况运用的全新路径。 崇高高贵告诉《中国科学报》。

这一倾覆性结果源在一种全新的气凝胶修筑要领 氧化石墨烯基二维通道受限发泡法。这是一种简洁而且通用的制备要领。研究团队采用这一起线制备了数百种气凝胶，它们都具备怪异的隔热能力及高弹性，有望于深空探测器、超音速飞行器、核聚变装配中提供热防护。相干研究论文7月18日发表在《科学》。

让气凝胶 弹 起来

气凝胶是世界上最轻的质料之一，素有 凝集的烟 之称。气凝胶中90%以上都是微纳米级的气孔，凡是呈蜂窝或者拱形布局，而崇高高贵团队则引入了穹顶布局。

传统气凝胶中的孔隙布局年夜多有棱有角，而咱们的孔隙是微米级的穹顶曲面。 论文配合第一作者、浙江年夜学进步前辈技能研究院专职研究员庞凯说，穹顶布局常见在生物体及修建工程中，以卓着的承载能力及机械不变性著称。 存放鸡蛋的槽孔也是穹顶外形，它可以或许更好地抵消外部打击。

崇高高贵团队与西安交通年夜学传授刘益伦团队互助，展现了穹顶布局不成展曲面特征会形成富厚的可恢复褶皱，这能让质料贮存更多的弹性应变能。

计较机仿真模仿显示，微穹顶布局的弹性应变能存储能力至少是传统布局的10倍，从而让气凝胶揭示弹性抗压的特征。崇高高贵认为，这一布局代表了多孔质料范畴全新的曲率设计理念，可开导创制更多新质料。

于 夹缝 中修筑气泡

微穹顶气泡是用一种全新的制备要领修筑的，灵感来历在 年夜象牙膏 试验：过氧化氢于催化剂的作用下加快分化孕育发生氧气，年夜量气体与发泡剂混淆后形成泡沫喷涌而出，恍如伸出烧杯的年夜象鼻子。

咱们提出了二维通道受限发泡的要领，让产气发泡历程发生于氧化石墨烯夹层之间。 崇高高贵先容，二维氧化石墨烯具备富厚的含氧功效基团，能高效捕获金属离子，避免层间金属离子脱出。常温常压下插手发泡剂后，年夜量球形气泡于一层层氧化石墨烯之间成核、涌出，留下了微穹顶布局的气孔。

这个历程就像做面包，面包切面上的气孔就是酵母呼吸作用孕育发生的二氧化碳留下的。 庞凯说，这类二维通道受限发泡的要领操作简朴，整个历程不需要高能耗的冷冻干燥或者超临界干燥技能，也不依靠繁杂昂贵的装备。

崇高高贵团队持久致力在石墨烯气凝胶质料的研究。2013年，团队制备的石墨烯碳气凝胶创造了其时世界最轻质料的纪录。多年来，崇高高贵团队一直将制备要领的摸索作为重点，他们认为这是气凝胶从试验室走向实际运用的要害。

论文配合通信作者、浙江年夜学长聘副传授许震说，二维通道受限发泡的要领具备很年夜的普适性。石墨烯可与金属、氧化物、碳化物等各类物资构成杂化气凝胶，涵盖121种氧化物、38种碳化物和35种金属系统，年夜年夜扩大了气凝胶种类。此外，研究团队实现了高熵质料组分的可控设计，其组分可调至含有多达30种元素的高熵态。

咱们但愿它能成为一个质料家族的立异平台，从单一组分到高熵组分，从导电金属到绝缘陶瓷，从透明、黑白到彩色等。 崇高高贵说。

耐热跨越2000摄氏度

间隔太阳610万千米处，美国帕克太阳探测器创造了史上间隔太阳外貌近来的纪录。高温是限定其离太阳再近一些的最年夜障碍，相干资料显示，其现有隔热罩可耐受1650摄氏度的高温。

那末，有无一种质料可以或许耐受更高温度呢？

崇高高贵团队创造的 烯陶 气凝胶可能具有这类能力。它一半是陶瓷、一半是石墨烯，是二者于原子层面的二维杂化。它不像平凡陶瓷那样易碎，而是柔软、有弹性。试验显示，烯陶气凝胶于宽温域规模具备凸起的力学弹性，不仅常温下能被重复压缩，于4.2开尔文（-268.8摄氏度）深冷至2273开尔文（2000摄氏度）超高温情况中仍能连结99%弹性应变。

论文配合通信作者、浙江年夜学研究员刘英军注释说， 烯陶 中的石墨烯显著按捺了二维陶瓷的高温重结晶历程，同时二维陶瓷有用避免了石墨烯片层的超高温滑移。

更使人惊喜的是，研究团队制备的高熵气凝胶于隔热机能上更有上风，室温下导热率仅为13.4毫瓦/米 开尔文，是空气的一半。他们制备的高熵氧化物气凝胶、高熵碳化物烯陶气凝胶于1273开尔文下为53.4毫瓦/米 开尔文，于2273开尔文下为171.1毫瓦/米 开尔文，且于2273开尔文的重复热打击100次维持布局不变，为极度温度情况下的热防护提供了新的质料选择。

咱们信赖二维通道受限发泡法会打开很多未知的多孔质料世界，此中有更多优秀机能和运用场景等候咱们发明。 崇高高贵说，将来也许这类如烟却坚韧的新质料，能让探测器更靠近太阳；或许有一天，人们穿上它制成的热防护服，可以或许深切地球内部，摸索前所未见的奇特景不雅。

相干论文信息：

https://doi.org/10.1126/science.adw5777

《中国科学报》 (2025-07-18 第1版 要闻)-三木SEO-”