阻燃分層結構彈性陶瓷納米纖維氣凝膠可有效降低噪聲

纖維吸聲材料因其使用方便、吸聲頻帶寬、效果快等優點，成為目前降低車輛交通噪聲最常用的材料。基于此，東華大學丁彬教授團隊成功制備了柔韌且不易燃的SiO2納米纖維。與傳統陶瓷材料固有的脆性形成鮮明對比的是，該納米纖維膜具有顯著的扭轉性和彎曲性，并且使用柔軟度分析儀在100 個周期的測試中，其表現出相對穩定的柔軟度，彎曲耐久性良好。單根SiO2納米纖維（SNF）也可以彎曲成大變形而不斷裂，突出了其優越的柔韌性。

該納米纖維的制備方法是：首先將柔性SNF 在水中與h-BN 片均質。然后通過APS 的水化自縮合制備溶膠，并將溶膠加入到上述分散體系中進一步均勻化。在設計的模具中用液氮對分散體進行冷凍鑄造，再進行冷凍干燥，得到最終的納米二氧化硅纖維/h-BN 氣凝膠（SBA）。其交聯活性來自于APS 在制備過程中的水解聚合反應。此外，溶膠網絡將h-BN 薄片覆蓋并粘附在陶瓷納米纖維上，形成獨特的分層結構。h-BN 薄片和二氧化硅納米纖維的無機性質賦予SBA 不易燃的特性，所制備的SBA 在酒精燈的火焰下不燃，從火焰中取下時未觀察到火花，表現出優異的抗燃能力。

由于SNF 的直徑較小，由純SNF 分散體（SBA0）制備的陶瓷納米纖維氣凝膠具有相當的吸聲能力，NRC 為0.36。添加h-BN 薄片后，在100～1600 Hz 的頻率范圍內，吸聲系數顯著提高，SBA20、SBA40、SBA60 和SBA80 的NRCs 分別為0.39、0.42、0.44 和0.44。在相同厚度的前提下，與纖維直徑大、孔隙結構規則的商用玻璃纖維氈（GFM）相比，分層結構的SBA 具有較高的吸聲能力和較小的密度（僅為商用GFM 密度的1/3）。此外，根據汽車行業的需求，可以直接定制SBA 為各種形狀的部件，更復雜的部件可以通過相應的模具制作，證明了SBA 的實用性。

（摘編自易絲幫）