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气凝胶是一种具有聚合三维多孔收集结构的超轻固体材料，其特有的结构赋予其优异的热学、光学及力学等理化性质，粗略对外来能量进行有用处治，在超等隔热、高效电磁屏蔽及力学预防等鸿沟受到平时体恤。然则，气凝胶在极点环境下的多能量场耦合冲击（如高能激光）预防方面鲜有报谈，且关联气凝胶材料的结构野心计念及合成机制尚不解确。

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鉴于此，中科院苏州纳米所张学同商量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，可手脚光学纳米樊篱（图1a）；大的长宽比利于纳米基元相互交汇酿成气凝胶三维收集（图1b）。氮化硼气凝胶的高反射特征可已毕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，联接氮化硼气凝胶自己低导热、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，并承受激光养殖的局域高温情状带来的高温毁伤及热应力冲击。多种身分协同（图1c），保证超白氮化硼气凝胶在高能激光放射时督察结构齐全（图1d），并兼具低密度（~0.017 g/cm 3）及高激光预防阈值（2.1×10 4 W/cm 2），在高能激光鸿沟发达出优异的预防性能。该责任以“Super-white boron nitride aerogel-enabled high-energy laser irradiation protection”为题，发表在外洋闻明期刊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商量员，通信作家为张学同商量员。该责任得到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收集结构，氮化硼气凝胶激光预防要素（c）特殊激光放射光学相片（d）

领先，商量东谈主员以硼酸与三聚氰胺小分子手脚先行者体，水/叔丁醇为共溶剂，发展超声接济溶胶-凝胶拼装政策，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，得到氮化硼纳米带气凝胶。合成流程中，通过调控超声水浴温度，驾御三聚氰胺、硼酸之间的氢键拼装举止及结晶举止，已毕对纳米带尺寸（宽度）的调控，得到轻质、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默示图

随后，诳骗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永劫放射时，均发达出高的光学反射率（~99%）。进一步，当高能激光束（功率：300-1500 W，光斑直径：3 mm）握续照耀（放射技术：几十秒，以至上百秒）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，酿成大尺寸亮堂光斑，且氮化硼气凝胶结构保握齐全，如图3所示。其中，氮化硼气凝胶的激光预防阈值可高达2.1×10 4 W/cm 2，优于现存激光预防材料体系（~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预防阈值时，激光在氮化硼气凝胶名义酿成局域高温场，进而毁伤放射区域的氮化硼纳米基元，并酿成与光斑阵势同样的烧蚀孔洞。然则，孔洞周围的氮化硼气凝胶收集保握齐全，无外延毁伤裂纹（图4a-b）。相背的，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，放射区域周围接踵养殖裂纹（图4c），并导致氧化硅气凝胶幻灭。该满足标明，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）的激光烧蚀形容

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