米乐m6官方网站[理事长中钵良二](以下简称“AIST”)化学过程研究部[研究部主任滨川聪]膜分离过程研究小组[研究小组组长根岸英行]首席研究员小平哲也,客座研究员水上富士夫,与川研精细化学株式会社[代表董事新野义良](以下简称“川研”)合作绝缘性能可见光至近红外区域光反射率为70%以上的银色高耐热性氧化铝我们开发了一种膜。
该膜是一种氧化铝多孔膜,具有1000℃的耐热性和光反射能力。纳米纤维(厚度约6纳米,长度约3000纳米)佐尔另一个特点是它可以通过向溶液中添加氨并干燥的简单方法来制备,因此有望用于多种应用领域。该技术的详细信息可以在德国学术期刊上找到先进材料发布,但在此之前,在线版本将于2015年8月25日20:00(日本时间)发布。还被杂志编辑部、出版社网站选为重要论文材质视图上介绍概述
 |
| 原料氧化铝纳米纤维溶胶(左)、新开发的光反射/绝缘氧化铝膜(中)、普通氧化铝粉末(右) |
保暖、保冷隔热材料被广泛应用于各个领域,其性能也在不断提高。迄今为止,隔热材料开发的主要焦点是抑制热量本身的传递。然而,热能也可以通过光传递,尤其是来自热环境或热物体的热能。黑体辐射向周围环境释放大量能量。具有高反光能力的金属的缺点是在高温下会失去绝缘性能并被氧化。因此,目前还没有开发出由单一材料制成的既可以在高温下使用又具有高反光能力的绝缘材料。由于对易于制造的高性能绝缘材料的需求很高,因此有希望开发出反射宽波长范围内的光并适用于高温环境的绝缘材料。
AIST和Kawaken在世界上率先成功合成了厚度小于10 nm、长度大于1000 nm的水溶胶氧化铝纳米纤维,并一直在开发其应用。这次,我们发现由该溶胶制成的氧化铝膜具有高光反射能力,这促使我们将其开发为高性能隔热材料。
这项研究开发是新能源产业技术综合开发机构(NEDO)、“纳米技术和先进材料的实际应用研究开发/形状控制氧化铝纳米粒子溶胶商业化生产的基础技术的确立和应用开发”(2009-2011财年)以及日本科学技术振兴机构(JST)的研究成果优化部署支援计划委托的项目。这项工作得到了种子揭示型“超亲水性氧化铝多孔水分离膜的开发”(2011年度)的支持。
迄今为止,通过干燥氧化铝纳米纤维溶胶,已经获得了具有纳米纤维平行排列结构的透明多孔膜。对隔热材料的要求之一是高孔隙率因此,我们设计了一种在溶胶中添加氨并干燥的方法,以减弱纳米纤维之间的排斥力并破坏其排列,从而增加干燥后的孔隙率。通过优化制备条件,他们能够合成一种在可见光至近红外区域具有优异光反射能力的材料(具体来说,在500至1400 nm范围内反射率达到70%以上)。
氧化铝是一种氧化物,其化学成分并不能解释为什么它像金属一样反射光。扫描电子显微镜10785_10928结构色换句话说,新开发的光反射/绝缘氧化铝膜的光反射能力是通过与生物体类似的机制获得的。仿生材料的一种类型
 |
| 图1 隔热/反光氧化铝膜的截面(a)和表面(b)的SEM照片 |
 |
| 图2隔热反光膜的形成过程及其分级结构的组成部分示意图 |
另一方面,就绝缘性能而言,干燥氧化铝膜的导热率为0095Wm-1K-1然而,通过在1000℃下烧成,在0055Wm的同时仍保持光反射性能-1K-1即使暴露在高温下也能保持绝热性能和光反射能力,因为新开发的膜仅由无机氧化物氧化铝组成,并且稳定地保持了层状网络结构及其叠层结构。
未来,我们将更详细地研究制备条件,旨在创造一种更高性能的氧化铝薄膜,提高隔热性能,并在更宽的波长范围内表现出高光反射率。