文献综述
摘要
本文简要介绍了以自然界中的羽绒、木棉、白茅花等保暖结构为模板，经过天然结构的遗传和化学组分的变异，获得具有天然结构的镁铝尖晶石纤维。这种与生物材料有相似结构的仿生物材料（遗态材料），具有良好隔热性能。
关键词 生物模板，遗态材料，镁铝尖晶石，隔热材料
1 引言
陶瓷纤维具有重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热小及耐机械震动等优点，因而广泛应用于石化、冶金、电力、航空、航天、消防、家电、汽车、船舶等各个领域。随着应用技术的提高，陶瓷纤维还在不断拓展新的应用领域，如汽车行业的发动机、排气管的隔热消音，家电行业的绝缘、隔热，以及航空航天、极地科考的绝热与绝冷等领域[1]。氧化物陶瓷纤维如氧化铝纤维和氧化锆纤维大多是多晶陶瓷纤维，强度高、热导率低、抗腐蚀及高温抗氧化性能优良,可用于1400℃以上的高温氧化场合。
“师法自然”，向大自然学习 是人类获取知识、汲取营养的最直接、最根本的方法和手段。植物材料，如木材，棕榈树和草，等自然界的生物有机复合材料，有高强度，低密度，高硬度，高弹性，高韧性等优秀性能。长期以来，人们通过仿生、模仿的思路，以这些材料和它们的结构作为微观模板，可加工成许多不同结构的陶瓷和复合材料[2]。为了摆脱传统材料设计的缺陷，能够快速、简洁地设计合成具有生物结构与功能一体化的新型材料，我们近些年来提出并开展了基于生物精细结构遗态材料[3]的研究。通过以自然生物为模板，利用物理化学方法传承生物分级精细结构和形态，同时变异其化学组成为所需要的材质，从而制备出既保留生物结构，又有人为赋予特性的功能材料。以自然界中的保暖结构为模板，用氧化镁和氧化铝合成镁铝尖晶石的同时,制备出具有羽绒，木棉，白茅花相似分支结构或中空结构的仿生物材料，可以提升镁铝尖晶石纤维的耐热能力以及降低生产成本，对其推广有重大意义。
2 国内外研究
近年来，许多学者通过模板技术合成了具有微米级至纳米级的多孔和管状材料。这种遗态材料具有优异的物理化学性质和作为催化剂载体的潜在应用，也可以在微电子器件中应用，前景很具有吸引力[4]。与合成材料相比，天然材料，如木材、黄麻、竹子等，表现出多尺度的构建解剖学，在长期的进化过程中得到发展和优化[5]。科学家们已经尝试利用这些天然的以及预处理的生物植物材料来制备各种氧化物或碳化物生态陶瓷材料，如SiC、TiC、SiO2、Al2O3等[6]。一般来说，生物结构不仅具有内在的复杂性和层次性，而且在同一属中也不同于物种，如木材、剑麻的结构。
范同祥等学者[7]以棉花为模板合成生物态SnO2微管。他们利用锡醇盐溶液浸渍棉花纤维，然后在高温下烧结，最终制备出SnO2纤维管。具有生物形态的SnO2微管的管状外表面被大量的SnO2颗粒覆盖。
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