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碳和陶瓷气凝胶推动超低温环境弹性材料发展

新出现的碳和陶瓷气凝胶推动了超低温环境弹性材料的发展，但其复杂的制造工艺和高成本限制了其进一步的应用。在此背景下，近的一项报道展示了一种由低成本壳聚糖和-甲醛树脂构成的聚合物气凝胶，在液氮温度（77 K）下具有超弹性，这为进一步开发耐超低温的弹性聚合物材料开辟了新途径。在聚合物材料中，聚酰(PI)对条件（火灾、辐射、化学腐蚀、低温和高温等）具有显着的耐受性，因此是应用于超低温下弹性材料的潜在理想候选材料。

主要优势

1.  气凝胶的特殊结构及其防水抗压特性使其寿命可以长达20年以上，远高于传统材料。

2.  超低导热系数、佳的隔热效果，是目前世界上导热系数低的固体材料，极大降低空调等设备的能耗，提高列车的舒适度。

3.  超低的保温厚度，符合车辆对于保温材料体积的严格要求。

4. 特殊工艺使其具有整体防水性能，憎水率≥99%，隔离液态水，同时又允许水蒸汽通过，减少了霉菌生长的可能性，提高车厢内环境质量。

5. 优异的防火性能，轨道车辆材料防火性能测试达到S4级（DIN 5510），为车辆提供的防火保护，确保列车的安全。

6.  特殊的纳米级三维网络结构赋予气凝胶良好的抗压、防冲击、抗震性能，可抵御野蛮施工，隔热性能稳定持久，适应车辆持续震动的运行状态。

在气凝胶过程中会产生纤维拔出和纤维断裂的现象, 同时也消耗了大量的能量，纤维对气凝胶的增韧作用导致气凝胶的需要更大的内应力，从而延缓了气凝胶的使气凝胶在时需要消耗更多的能量，这就使冲击波的能量被大量消耗从而起到了装甲防护作用。

在二氧化硅气凝胶中冲击波的强度随传播距离的增加呈现指数衰减的趋势。冲击波在二氧化硅气凝胶中衰减比在泡沫铝中衰减明显。由于二氧化硅气凝胶内部特殊的纳米多孔网状结构，导致冲击波在二氧化硅气凝胶中的衰减效果较好。