脑洞大开！将陶瓷做成“海绵”，既耐热还可过滤污水

陶瓷因其强度高的优势，被广泛应用于多个制造业领域，但它跟海绵完全扯不上关系。直到近日，美国和中国科学家最近合作，利用纳米纤维制造出一种陶瓷“海绵”，它可压缩变形，并且能耐高温、隔热性好，有着广泛的潜在用途。

海绵陶瓷

美国布朗大学日前发布的资讯公报说，这一成果是由布朗大学与中国清华大学合作取得的，可以低成本、大规模生产纳米陶瓷“海绵”，用于制造新型隔热材料、净水材料等。相关论文发表在美国《科学》杂志的子刊《科学进展》上。

看起来像海绵，其实是瓷砖

普通陶瓷上的裂纹会迅速扩大，轻微变形就可能使整块陶瓷破碎。但在纳米尺度上，材料特性会发生巨大变化，以陶瓷纳米纤维制成的物品可以很柔韧。不过，目前制造纳米纤维的主要方法要么不适用于陶瓷，要么成本高昂而且费时间。

因此，研究小组采用了一种被称为“溶液喷射纺丝”的技术，利用气体压力使包含陶瓷材料的溶液从极细的针孔中喷出，凝固成纳米尺度的丝线，把这些丝线收集起来加热，去除溶剂材料，剩下的就是绕成一团的陶瓷纤维，外观看上去像棉球。

研究人员用多种不同类型的陶瓷材料成功制成“海绵”，包括二氧化钛和氧化锆等。这些材料本身是非常好的隔热材料。试验发现它们的可压缩性很好，能耐８００摄氏度高温，而且高度隔热。把花瓣放在７毫米厚的氧化锆陶瓷海绵上，下面以４００摄氏度加热１０分钟，花瓣仍完好无损，而用普通陶瓷材料隔热，花瓣早就烧焦了。

海绵陶瓷实验前后对比图

除了耐热性，海绵陶瓷还具有良好的通透性，因此可以用于过滤污水，在光照下除去污染颗粒。当代的水过滤技术中，所用的过滤材料大多是粉末状，并且难以重复利用。而这种新型的陶瓷材料光照下仅用15分钟就可以把人工染料分解掉，将清洁后的水挤出陶瓷后，又可以重复利用。该研究成果证明了这种海绵陶瓷是可制备的，只不过商业化应用仍需要时间。