2021年冬天，在清华大学从事博士后研究工作的李磊正在研发全新的气凝胶制备方法，但未能获得实质性进展。一天，他和朋友来到清华大学近春园散步，在那片诞生《荷塘月色》的知名池塘里，李磊突然来了灵感。冰面上的雪堆反复冻融，雪化在冰里，冰包住了雪。在这过程的启发下，李磊开发出一种领域内首创的制备气凝胶的方法，即碎冰模板法，利用该方法可以大规模组装同性纳米纤维气凝胶。
近日，李磊的导师、清华大学教授伍晖与北京大学研究员韦小丁、南京大学教授朱嘉、中北大学副教授李伟伟合作，使用具有普适性、可控的碎冰模板法，大规模制备出一种更加松软有弹性且超级绝热的陶瓷纤维气凝胶。相关研究成果发表于《自然-通讯》。
在导师的指导下，李磊想探索制备陶瓷材料纤维气凝胶新方法。这类气凝胶成分和陶瓷一样，最轻的只有每立方厘米0.6毫克重，可以伫立在蒲公英的顶端，具有良好的柔性、高温稳定性和低热导率。随着电动汽车的快速发展和普及，气凝胶成为动力电池包的重要组成部分，越发受到关注。李磊明显感受到，我国在气凝胶科研和生产领域已经跃居领先地位，但相关研发仍然遇到很多阻碍。
与传统的超临界方法不同，李磊一开始就使用自己课题组更擅长的冷冻合成法试水。遗憾的是，老办法终究没能诞生新奇迹——生产出来的气凝胶没有力学性能，一碰就散。其实，传统冷冻手段太单一、冰晶生长不可控的缺点很明显，李磊明知道问题出在哪儿，可就是想不出更好的办法解决。
新的碎冰制备方法不仅速度快、不易发生颗粒沉降，还做出了传统方法难以达到的大型尺寸。伍晖表示，这种制备工艺具备相容性，可以拓展到聚丙烯腈纳米纤维、芳纶纳米纤维、纤维素纳米纤维和碳纳米管等材料，具有较高的应用价值。
新研发的气凝胶被李磊应用于动力电池的燃烧试验。李磊模拟了一次人为诱导的热失控传播过程。
实验室里，他为4块满充状态的53Ah三元八系高镍动力电池装备了超薄“防火墙”，加热板把最外层的电池加热到200℃，进而引发了电池内部短路，温度最高升至875℃。伴随着电压消失，电池逐渐膨胀，释放的浓烟布满了整个实验室，火星朝周围溅射，在红外相机和8个测量温度的热电偶的见证下，被气凝胶保护起来的相邻电池的开路电压始终保持稳定，表面温度未达到热失控传播的触发温度200℃。
而没有“防火墙”保护的电池在同样的试验条件下被逐个点燃。
据介绍，实验室产出的超细陶瓷纤维长期耐温性为1200℃，在超级绝热材料中最高，远高于电池起火时800℃的温度。伍晖表示，高端材料的普及和量产，必须从实验室走出去，应用在国民经济真正需要的地方。面向未来，基于陶瓷纤维的绝热材料可以为应对电网储能系统的安全挑战、开发先进轻量化电池系统提供更大帮助。