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新聞網(wǎng)訊 近日，物理科學學院龍云澤教授、張俊副教授、清華大學伍暉教授團隊合作在國際知名期刊 Advanced Fiber Materials（2025, 7: 937-949）上發(fā)表了題為“Compressible Piezoelectric Ceramic Nanofiber Aerogels with Multifunction”（具有多功能的可壓縮的壓電陶瓷納米纖維氣凝膠）的研究論文。Advanced Fiber Materials 最新SCI影響因子為21.3。論文第一作者是博士生高原（博士剛畢業(yè)，入職清華大學伍暉教授課題組博士后），通訊作者是青島大學張俊副教授、龍云澤教授和清華大學伍暉教授。

圖為多功能柔性可壓縮的三維結(jié)構(gòu)壓電陶瓷納米纖維氣凝膠

鈦酸鋇（BaTiO₃）是一種重要的功能陶瓷材料，因其優(yōu)異的介電、鐵電、壓電和光電性能，在電子器件、能源、環(huán)境、催化以及醫(yī)學等領域備受關注。但是，陶瓷晶體固有的脆性大大限制了BaTiO₃的實際應用，尤其是開發(fā)具有更大應用價值的BaTiO₃陶瓷納米纖維氣凝膠依然困難重重。

針對這一問題，本研究提出利用非晶態(tài)Al₂O₃修復BaTiO₃納米纖維中缺陷的策略來解決BaTiO₃納米纖維的脆性問題，并且通過空氣動力學模擬優(yōu)化了溶液噴射紡絲工藝，從而制備出柔性可壓縮的三維結(jié)構(gòu)BaTiO₃/Al₂O₃陶瓷納米纖維氣凝膠。此外，該陶瓷納米纖維氣凝膠在多個方面表現(xiàn)出優(yōu)異的性能和應用前景，例如，柔性可穿戴電子器件（壓電響應時間極短：78 ms）、阻燃熱防護（熱導率極低：0.0275 W·m^-1·K^-1）、吸音降噪（降噪系數(shù)很高：0.67）、室溫和高溫過濾領域（過濾效率很高：PM_0.3≥99.96%）。該工作有助于推動柔性壓電陶瓷納米纖維氣凝膠的大規(guī)模生產(chǎn)和廣泛應用。