气凝胶是一种具有聚拢三维多孔汇聚积构的超轻固体材料，其私有的结构赋予其优异的热学、光学及力学等理化性质，梗概对外来能量进行灵验处置，在超等隔热、高效电磁屏蔽及力学驻扎等界限受到世俗关心。然则，气凝胶在顶点环境下的多能量场耦合冲击（如高能激光）驻扎方面鲜有报谈，且关联气凝胶材料的结构狡计理念及合成机制尚不解确。
鉴于此，中科院苏州纳米所张学同说合员团队通过构筑纳米带状的氮化硼基元，发展得到一种具有轻质、高反射特征的超白氮化硼气凝胶材料：氮化硼基元的二维平面形态具有强的光学背散射效应，可动作光学纳米樊篱（图1a）；大的长宽比利于纳米基元互相交汇造成气凝胶三维采集（图1b）。氮化硼气凝胶的高反射特征可达成对高能激光的灵验反射，最猛进程减少激光在材料名义热量的千里积。此外，联接氮化硼气凝胶本人低导热、耐高温及力学柔性等特征，可灵验裁减激光千里积热量的纵向传递，并承受激光繁衍的局域高温模式带来的高温损害及热应力冲击。多种身分协同（图1c），保证超白氮化硼气凝胶在高能激光辐射时督察结构齐全（图1d），并兼具低密度（~0.017 g/cm 3）及高激光驻扎阈值（2.1×10 4 W/cm 2），在高能激光界限发达出优异的驻扎性能。该职责以“Super-white boron nitride aerogel-enabled high-energy laser irradiation protection”为题，发表在海外著名期刊Advanced Functional Materials, 2023, 2304355上。著述第一作家是中科院苏州纳米所柴玉山硕士生与李广勇副说合员，通信作家为张学同说合员。该职责得到了国度当然科学基金、江苏省当然科学基金及中国博士后科学基金资助。
图1 氮化硼纳米带的背向光散射（a），氮化硼气凝胶三维多孔汇聚积构，氮化硼气凝胶激光驻扎要素（c）过头激光辐射光学像片（d）
当先，说合东谈主员以硼酸与三聚氰胺小分子动作先行者体，水/叔丁醇为共溶剂，发展超声援救溶胶-凝胶拼装政策，构筑得到三聚氰胺二硼酸盐纳米带先行者体。随后经冷冻干燥及高温热解，得到氮化硼纳米带气凝胶。合成历程中，通过调控超声水浴温度，主宰三聚氰胺、硼酸之间的氢键拼装活动及结晶活动，达成对纳米带尺寸（宽度）的调控，得到轻质、柔性的超白氮化硼气凝胶，如图2所示。
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图2 超白氮化硼气凝胶的合成线路图
亚星棋牌皇冠体育赔率随后，运用可见光波段激光辐射进行光学性能评估。氮化硼气凝胶在不同激光入射角度、施加不同应力载荷及万古辐射时，均发达出高的光学反射率（~99%）。进一步，当高能激光束（功率：300-1500 W，光斑直径：3 mm）捏续映照（辐射工夫：几十秒，致使上百秒）在氮化硼气凝胶名义时，氮化硼气凝胶对激光产生漫反射效应，造成大尺寸亮堂光斑，且氮化硼气凝胶结构保捏齐全，如图3所示。其中，氮化硼气凝胶的激光驻扎阈值可高达2.1×10 4 W/cm 2，优于现存激光驻扎材料体系（~10 3 W/cm 2）。
图3 高能激光辐射在氮化硼气凝胶名义
当激光束功率密度高于氮化硼气凝胶驻扎阈值时，激光在氮化硼气凝胶名义造成局域高温场，进而损害辐射区域的氮化硼纳米基元，并造成与光斑局势相同的烧蚀孔洞。然则，孔洞周围的氮化硼气凝胶采集保捏齐全，无外延损害裂纹（图4a-b）。相背的，当高能激光束辐射在脆性氧化硅气凝胶名义时，不仅在辐射区域产生烧蚀孔洞，辐射区域周围接踵繁衍裂纹（图4c），并导致氧化硅气凝胶落空。该风物标明，氮化硼气凝胶柔性骨架可灵验缓冲局域高温场的热应力冲击，将损害局限在激光辐射区域。
图4 柔性氮化硼气凝胶（a-b）及脆性氧化硅气凝胶（c）的激光烧蚀形色
皇冠网址体育竞技该说合职责为以前轻质气凝胶高能激光驻扎材料的狡计与制备提供新的说合想路。
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