近日，西安工程大学张坤团队发表在《Advanced Optical Materials》的最新工作把柔性可见发光的耐温极限推至375℃，并首次利用X射线全散射测量为非晶陶瓷纳米纤维的“柔韧性+高温发光”机制拍下了微观结构高清特写。
柔性光致发光材料作为一类可适配复杂曲面的光学材料，在极端环境监测、特种装备可视化及高温设备标识等领域具有不可替代的应用价值。然而，传统柔性光致发光材料在极端条件下的服役性能存在显著局限：基材耐高温瓶颈、发光均匀性调控难题、高温发光猝灭效应。
该研究开发了耐极端温度的非晶氧化物陶瓷纳米纤维发光膜，克服了传统光致发光材料局限，创造了柔性光致发光材料的最高可见发光温度纪录，首次揭示非晶陶瓷纳米纤维的短/中程有序结构对性能的关键作用，非晶≠混乱，其非晶态结构设计为解决“高温-柔性-发光稳定性”的协同调控难题提供了全新思路，SLZ纳米纤维膜所具备的超宽温域发光稳定性、高温力学可靠性及优异柔性，有望推动柔性光学器件在极端环境监测、高温设备可视化标识、特种防护装备等领域的应用突破，为柔性光电子材料的功能拓展提供了重要的实验依据与理论支撑。
此前，张坤团队就提出一种不论在零下196℃还是1000℃超高温都足够安全的柔性陶瓷膜。
陶瓷纳米纤维膜因其质量轻、低导热率和优异的防火/耐腐蚀性能而吸引着人们的关注，在个人防护、航天服装、能源环保等领域有着广泛的应用前景。纳米陶瓷纤维膜具有多孔的几何形态，包括纳米多孔结构和狭窄的孔径分布，限制了通过气体空隙的热传导，减缓了热辐射。陶瓷纳米纤维膜通常具有固有的脆性和较弱的机械性能，因此，在施加机械应力、延长高温暴露或急剧的温度梯度下，陶瓷纳米纤维膜容易强度退化或结构崩溃，这限制了它们在许多前沿领域的应用。
张坤团队提出了一种增强柔性陶瓷膜的简便方法，首先采用静电纺丝和后续的煅烧工艺制备出氧化锆-二氧化硅（ZrO2-SiO2）纳米纤维和蒙脱石（MMT）纳米片，接着通过交联大规模制备出兼具高柔性、机械稳定性和耐高温性的轻质陶瓷膜。由此产生的MMT@ZrO2-SiO2膜表现出高柔性，其弯曲刚度为0.2cN/mm，强大的机械性能，其抗拉强度高达1.83MPa，良好的耐火性，以及在-196-1000℃范围内不随温度变化的机械稳定性。绝热性能优良，导热系数低至 0.026 W m-1 K-1。
与纯ZrO2-SiO2膜相比，MMT在多孔基体内形成固体壁以及与ZrO2-SiO2纤维交联的协同作用提高了陶瓷膜的力学稳定性，同时提高了陶瓷膜的保温性能，为陶瓷膜的增强提供了良好的策略。此外，消防员制服内部有MMT@ZrO2-SiO2膜，具有最高达A2级(火焰和辐射暴露)的卓越热防护性能，以及高达1000°C的防火性能，可保护人体免受灼伤。
参考来源：
奇光稀土、易丝帮
（中国粉体网编辑整理/山林）
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