轻质、柔性和不可燃的热声绝缘（TAI）材料在车辆、冷链运输和航空航天工程领域具有巨大的潜力，因为对于这些领域而言，重量和空间的节约至关重要。然而，由于缺乏具有宽带和高效声学响应性的多样合理谐振腔，许多商品的TAI能力受到阻碍。

近期，清华大学伍晖教授提出了一种逐层冷冻铸造方法，用于由各种纳米纤维和冰颗粒构建超弹性蜂窝气凝胶，其共振腔分布广泛，从0.5到300μm。该方法实现了纳米纤维溶液从一侧到另一侧的累积冻结，从而在整个冻结距离内形成具有随机孔的垂直孔道。形成的稳定铰链式三元纳米纤维膜蜂窝网络经功能化后，表现出强烈的共振性，能在宽频率范围内有效耗散声波。在63-6300Hz的频率范围内，降噪系数高达0.65，室温下的导热系数低至0.026W/m/K。这项工作介绍了高性能TAI气凝胶的自下而上制备策略，有利于实际节能设备和建筑以及宽带吸声应用。

图1.TNF气凝胶的制备与结构表征。

图2.（a-f）TNF气凝胶的力学性能测试，以及（g-h）不同材料的阻燃性和热稳定性比较。

图3.不同材料的吸声性能比较。

图4.（a-d）TNF气凝胶和其他商用材料的导热性比较，（e-h）TNF气凝胶的消声应用，以及（i）TNF气凝胶和其他代表性吸声材料的特征比较。

该工作以“Highly Efficient Thermo-acoustic Insulating Aerogels Enabled by Resonant Cavity Engineering”为题发表在《ACS Nano》（DOI:10.1021/acsnano.3c03347）上。

论文链接：https://doi.org/10.1021/acsnano.3c03347