Freeze-casting:用冰晶雕刻多孔材料
Freeze-casting,也被称为ice-templating,是一种利用溶剂(通常是水)在分散液中的各向异性凝固行为,来定向构建多孔陶瓷、聚合物、金属及其复合材料的创新技术。通过施加定向温度梯度,冰晶在生长过程中会排斥并重新分布悬浮颗粒,从而在冰晶模板中形成高度有序的层状或蜂窝状结构。待冰升华后,留下的便是具有各向异性大孔的“生坯”,经烧结或交联后获得高强度多孔材料。这项技术自2001年被Fukasawa等人用于制造定向多孔氧化铝以来,已广泛应用于组织工程支架、光子学、金属基复合材料甚至食品科学等领域,为材料设计提供了全新的维度。
冰晶在生长过程中会将溶解物质和悬浮颗粒重新分布,从而有效地对悬浮液中的成分进行模板化。