2026年10月17日，郭安然教授领衔的科研团队在国际学术期刊《Composites Part A: Applied Science and Manufacturing》（论文编号：S1359835X26008249）上发表了最新研究成果。该团队通过数字光处理（DLP）技术成功制备出莫来石陶瓷点阵结构，并创新性地引入纤维状气凝胶与聚甲基丙烯甲酯（PMMA）微球，实现了对材料多尺度孔隙结构的协同调控，显著提升了其高温隔热性能。
莫来石多孔陶瓷因其具备优异的高温稳定性、耐化学腐蚀性、较高强度以及较低的导热系数，在航空航天热保护、高温炉窑保温以及能源化工领域展现出广阔的应用前景。然而，传统制备方法在孔隙均匀性和结构有序性上存在局限。采用数字光处理技术虽然能够实现复杂几何形状陶瓷的高精度构筑和孔隙分布的精准设计，但陶瓷点阵本身较大的开孔以及相对致密的陶瓷骨架，依然会导致显著的气相热传导、热辐射及连续的固相导热，从而限制了其整体的高温隔热性能。
为了解决这一技术瓶颈，该科研团队提出了一种将莫来石纤维气凝胶浸渍于陶瓷点阵内部，并借助聚甲基丙烯甲酯微球调节陶瓷骨架孔隙结构的复合设计策略。在复合材料中，轻质高强的莫来石陶瓷点阵作为基体，而莫来石纤维气凝胶则作为热绝缘填充相。通过气凝胶的浸渍，点阵内部的微米级孔隙被转化为纳米级孔隙结构，从而有效抑制了孔隙内的气体导热与辐射换热。同时，聚甲基丙烯甲酯微球的热解在陶瓷骨架内部产生了丰富的孔隙，使得固相热传导路径变得更加曲折，进一步降低了材料整体的导热能力。
实验测试数据表明，在1200摄氏度的高温加热平台上进行性能测试时，纯莫来石陶瓷点阵与纤维气凝胶复合材料（纤维添加量为2.5 wt%，PMMA固含量为60 wt%）的背表面热平衡温度分别为915摄氏度和615摄氏度。在机械性能方面，纯陶瓷点阵和复合材料的抗压强度分别为2.52兆帕和1.94兆帕。该研究通过合理的孔隙调控与组分复合，在保持良好力学承载能力的同时，大幅降低了背表面平衡温度，为轻量化、高强多孔陶瓷隔热材料的设计与工程应用提供了切实可行的技术路径。
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1359835X26008249
