在保证多孔结构的情况下，如何将晶体陶瓷纳米材料正确组装到闭孔泡沫或开孔纳米晶格中，不影响其热导率、孔隙率等一直为科研工作者关心的问题。传统地通过控制气孔拓扑和几何形状来设计多孔材料，但材料的热传导性能会有很大变化。纳米结构在高温下很不稳定，因此制备可耐温度高达1000℃的纳米材料尚为空白。
为了弥补这一空缺，清华大学汪长安、佛罗里达大学An Linan与麻省理工大学李巨强强联手，以具有高温稳定性的耐火陶瓷为原料，研究出了一种合成具有中空晶粒纳米结构的陶瓷材料的新方法，该材料在较宽的温度范围（25℃-1400℃）具有超绝热性能。这项研究为纳米技术在高温条件下的应用开辟了道路。
如图1所示，以高分散性的碳球（CSs）作为模板，将表面包覆La2Zr2O7的CSs浸入前驱体溶液中形成了核壳状CS-La2Zr2O7纳米粉末。烧结该粉末成致密陶瓷后进行热处理去除陶瓷的碳核，最终得到具有中空晶粒纳米结构的“Voronoi”陶瓷。如表1所示，利用该方法合成具有壁厚的La2Zr2O7陶瓷材料的热性能和力学性能指标。
图1 材料的加工烧结工艺流程图
表1 具有不同涂层厚度的La2Zr2O7陶瓷及其热性能和力学性能
作者评估了具有中空晶粒纳米结构的La2Zr2O7陶瓷的热性能（图2）。研究表明La2Zr2O7陶瓷材料在较宽的温度范围（25℃-1400℃）具有超绝热性，La2Zr2O7的热导率先随着温度的升高而逐渐降低，温度最高可达800℃，然后随着温度的进一步升高而缓慢增加。图2 中空晶粒纳米结构La2Zr2O7陶瓷的热性能研究人员对不同壳层厚度的样品和致密La2Zr2O7陶瓷进行了压缩测试，以表征多孔La2Zr2O7陶瓷的力学性能。从图3中压应力-应变曲线可得，与致密陶瓷不同，致密陶瓷在压缩过程中表现出典型的脆性断裂，而空心陶瓷表现出“伪延性”行为。稳定后应力的增加对应于中空晶粒La2Zr2O7陶瓷局部致密化的开始。不同壳体厚度的试样在致密化发生前压缩应变均可达30-34%。
