氣凝膠是什么？有哪些種類？應用領域介紹

1 什么是氣凝膠

氣凝膠(Aerogel)是固體物質形態，為濕凝膠經超臨界干燥后去除孔洞內流體所得到的材料，也叫“凝固的煙”、 “藍煙”，曾經被《科學》雜志譽為“可以改變世界的神奇材料”，它是世界上密度最小的納米級多孔固態材料。 國際理論和應用化學聯合會對氣凝膠的定義是一種由微孔結構構成、孔洞內的分散介質為氣態的凝膠。

2 氣凝膠的特性

從20 世紀 30 年代被發明出來到現在21世紀了，氣凝膠已經創下了 15 項目“吉尼斯世界記錄”，獨特的納米多孔結構使氣凝膠具有具有高孔隙率、高比表面積、超低密度等特性。

熱導率低是因為氣凝膠孔洞內的氣體傳導對熱導率的貢獻少，纖細的納米網絡結構使得它的固態熱導率比其它固態材料低很多，所以常溫常壓下氣凝膠的熱導率很低

另外，氣凝膠超高的孔隙率讓氣凝膠在力學、電學、光學、聲學等方面都具備獨特的性能，除此之外，氣凝膠還具有優秀的防火、疏水、抗壓抗拉性能，舉例來說，氣凝膠具有一般固態材料沒有的低折射率、低聲阻抗等物理特性，使得其在石化、航空航天、微電子等很多領域應用前景廣闊。

3 氣凝膠的種類

氣凝膠的種類多種多樣，最常見同時發展最成熟的氣凝膠是二氧化硅氣凝膠，它是氧化物氣凝膠，領海還有碳化物氣凝膠、氮化物氣凝膠、有機氣凝膠、碳氣凝膠、生物質氣凝膠、復合氣凝膠及其他氣凝膠。各個分類中中已經合成了多種化合物氣凝膠，結構性質各異。

4 氣凝膠的應用領域

(1)石化領域：應用于石油開采、管線保溫、煉化裝置等，可作為蒸餾塔、反應管道、儲罐、泵、閥門、天然氣和 LNG 液化氣管道、深海管道的外保溫材料。

(2)建筑領域：應用于節能玻璃門窗、建筑管道、墻體保溫、建筑涂料、OEM 涂料、特種涂料等。

(3)軍工領域：應用于飛機、艦船/艇、坦克、導彈、軍用保溫帳篷等的外層材料,起到防輻射、吸收紅外線和漫反射波實現隱形功能，屏蔽自身電子信號實現反偵察的功能。

(4)航天領域：應用于空間站、探測器、運載火箭、航天飛機等的絕熱保溫材料，曾作為收集彗星塵的采集“手套”。

(5)交通領域：應用于鋰離子動力電池組，熱電池保溫筒等，阻止熱失控電芯向電池其他系統傳熱起到預防、隔熱、耐熱的作用。應用于汽車防火隔熱保溫降噪層，大容量電池組防火防水保溫盒，危險化學品運輸車、液化天然氣運輸船等特種運輸工具的保溫防火層，高鐵和地鐵車體保溫隔熱降噪防火層。

(6)日常生活：應用于氣凝膠滑雪服、氣凝膠網球拍、氣凝膠登山靴等。

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