新型碳纳米管薄膜材料问世，耐高温性能突破2600℃

中国科研团队成功研发出一种基于碳纳米管的新型薄膜材料，其耐高温极限高达2600摄氏度（4712华氏度）。这种材料具备规模化应用潜力，未来有望成为航空航天、能源及其他高温工业领域的关键隔热材料。

在航天器重返地球大气层、高超音速飞行器飞行或核反应堆高温运行等场景中，设备需要承受极端高温。然而，现有隔热材料大多在1500摄氏度（2732华氏度）以上便会失效，如何突破这一技术瓶颈成为行业难题。传统材料在高温下普遍存在导热率过高的问题，尤其是热辐射难以阻隔，这使得隔热效果大打折扣。

清华大学的研究团队利用超定向碳纳米管薄膜（SACNT-SF）制备出这种新型隔热材料。团队介绍，其制备过程首先需要培育垂直排列的碳纳米管阵列，然后通过“抽丝”方式拉取出薄片，再将这些薄片堆叠或缠绕形成多层结构，最终得到一种超轻、多孔的碳纳米管复合材料。

这种材料在固体传导、气体传导和热辐射三方面表现出优异的隔热性能。固体传导方面，热量需垂直穿过多层结构，而材料内部的纳米级空隙大幅减少了声子传播路径，降低了导热率。气体传导方面，材料内部的微小孔隙使气体分子难以自由移动，显著削弱了热传递。热辐射方面，碳纳米管的红外光吸收与散射能力，以及通过调整堆叠角度优化的结构设计，进一步提升了阻隔效果。

测试数据显示，该材料在室温下的热导率仅为0.004瓦/（米・开尔文），即便在2600摄氏度下，热导率也仅为0.03瓦/（米・开尔文）。与常用的高温隔热材料石墨毡相比，后者在相同条件下的热导率高达1.6瓦/（米・开尔文），新型材料的隔热性能显著更优。

这种材料还具备出色的稳定性和轻量化优势。经过310次室温与2000摄氏度（3632华氏度）之间的循环测试，其性能仅下降5%。材料密度仅为5-100千克/立方米，柔韧性良好，可贴合不规则表面。目前，团队已实现宽度达550毫米的薄膜规模化生产，未来有望制备出数百米长的卷材。

研究团队表示，下一步计划为材料添加防护涂层，使其能在开放空气中使用而不氧化，从而拓展其应用范围。这种材料有望在航天器、高超音速飞行器、核聚变反应堆及高温制造场景中发挥重要作用。