气凝胶是一种具有聚合三维多孔采鸠集构的超轻固体材料，其独到的结构赋予其优异的热学、光学及力学等理化性质，大致对外来能量进行有用措置，在超等隔热、高效电磁屏蔽及力学留意等领域受到正常花样。沟通词，气凝胶在顶点环境下的多能量场耦合冲击（如高能激光）留意方面鲜有报谈，且沟通气凝胶材料的结构设想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蓄意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，可四肢光学纳米樊篱（图1a）；大的长宽比利于纳米基元互相交汇变成气凝胶三维汇注（图1b）。氮化硼气凝胶的高反射特征可达成对高能激光的有用反射，最猛进度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身低导热、耐高温及力学柔性等特征，可有用裁汰激光千里积热量的纵向传递，并承受激光繁衍的局域高温风光带来的高温毁伤及热应力冲击。多种要素协同（图1c），保证超白氮化硼气凝胶在高能激光放射时守护结构好意思满（图1d），并兼具低密度（~0.017 g/cm 3）及高激光留意阈值（2.1×10 4 W/cm 2），在高能激光领域发扬出优异的留意性能。该责任以“Super-white boron nitride aerogel-enabled high-energy laser irradiation protection”为题，发表在海外驰名期刊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蓄意员，通信作家为张学同蓄意员。该责任得回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采鸠集构，氮化硼气凝胶激光留意要素（c）额外激光放射光学相片（d）

门将：西尼萨洛（阿斯顿维拉），赫拉德茨基（勒沃库森），约罗宁（威尼斯）

最初，蓄意东谈主员以硼酸与三聚氰胺小分子四肢先行者体，水/叔丁醇为共溶剂，发展超声扶助溶胶-凝胶拼装计谋，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，得回氮化硼纳米带气凝胶。合成流程中，通过调控超声水浴温度，垄断三聚氰胺、硼酸之间的氢键拼装行径及结晶行径，达成对纳米带尺寸（宽度）的调控，得回轻质、柔性的超白氮化硼气凝胶，如图2所示。

图2 超白氮化硼气凝胶的合成暗示图

随后，愚弄可见光波段激光放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放射时，均发扬出高的光学反射率（~99%）。进一步，当高能激光束（功率：300-1500 W，光斑直径：3 mm）握续映照（放射时辰：几十秒，以致上百秒）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，变成大尺寸亮堂光斑，且氮化硼气凝胶结构保握好意思满，如图3所示。其中，氮化硼气凝胶的激光留意阈值可高达2.1×10 4 W/cm 2，优于现存激光留意材料体系（~10 3 W/cm 2）。

图3 高能激光放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留意阈值时，激光在氮化硼气凝胶名义变成局域高温场，进而毁伤放射区域的氮化硼纳米基元，并变成与光斑风光相同的烧蚀孔洞。沟通词，孔洞周围的氮化硼气凝胶汇注保握好意思满，无外延毁伤裂纹（图4a-b）。相悖的，当高能激光束放射在脆性氧化硅气凝胶名义时，不仅在放射区域产生烧蚀孔洞，放射区域周围接踵繁衍裂纹（图4c），并导致氧化硅气凝胶落空。该表象标明，氮化硼气凝胶柔性骨架可有用缓冲局域高温场的热应力冲击，将毁伤局限在激光放射区域。

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图4 柔性氮化硼气凝胶（a-b）及脆性氧化硅气凝胶（c）的激光烧蚀形势

该蓄意责任为将来轻质气凝胶高能激光留意材料的设想与制备提供新的蓄料想路。

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