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浅谈气凝胶应用制品的应用

浏览:0 发布日期:2019-01-23

  “气凝胶”这个词近年来出现得越来越频繁,特别是在十三五规划中笔墨三章强调新材料战略的作用后,气凝胶作为先进新型材料又一次成为了关注焦点。气凝胶在隔热、保温、隔音、降噪、吸油等领域有非常普遍的应用,大到航天材料,宇航服消防隔热服;小到保温杯、汽车隔音隔热、港口漏油吸油污,非常宽泛的使用领域让气凝胶在材料市场受到业界高度关注。气凝胶的发展意义何在?

  从国家战略层面出发,新材料是带动传统产业升级的革命性力量,是事关国家安全的战略性产业。大力发展国内新材料产业,提升国内新材料产业制造水平,从而不断提高先进高分子材料和特种金属功能材料自给水平。

  再对比国内外新材料企业的状况,美国的3M、杜邦、德国的BASF、Bayer、日本的三菱化学占据了国际市场绝大部分份额,其中不乏市值过千亿美金的巨头。反观国内新材料企业,A股市场上的龙头市值也不过数十亿美金。为什么会出现如此大的差距,原因之一是起步时间的差距,而更主要的原因在于在国内,新材料并没有被视作一个长期可持续发展的事业。

  因此,如何让新材料恒“新”是一个值得思考的问题。目前,国内新材料企业想要在短时间内全面、全能地超越国外巨头,并不现实。但在纳米材料等关键性领域,却存在着异军突起的空间和能力。

  首先,气凝胶不同于我们传统思维中的“胶”,它是一种固体物质形态,密度为3KG/m?,因其密度极低,所以也被叫做“冻结的烟”或“蓝烟”,曾获得吉尼斯纪录“世界上最轻的固体”称号。最早是在1931年,由S.Kistler采用超临界干燥方法成功制备出SiO2气凝胶。由于气凝胶中一般80%以上是空气,所以有非常好的隔热效果,一寸厚的气凝胶相当20至30块普通玻璃的隔热功能。即使把气凝胶放在玫瑰与火焰之间,玫瑰也会丝毫无损。气凝胶在航天探测上也有多种用途,在俄罗斯“和平”号空间站和美国“火星探路者”的探测器上都有用到这种材料。

  关于气凝胶的科普就介绍到这里,只用记住它们明显不同于孔洞结构在微米和毫米量级的多孔材料,其纤细的纳米结构使得材料的热导率极低,具有极大的比表面积。对光、声的散射均比传统的多孔性材料小得多,这些独特的性质不仅使得该材料在基础研究中引起人们兴趣,而且在许多领域蕴藏着广泛的应用景。

  前面介绍了气凝胶这一纳米材料的各种特性,那么它究竟可以做成啥?从客观角度,结合国内外各相关企业、研发机构的进展状况为大家梳理梳理关于气凝胶应用制品的故事。关于气凝胶应用制品,可以分两部分来介绍,第一部分为已具备商品流通属性的应用制品,第二部分为极具科研价值的前沿性研究。

  气凝胶颗粒:其上述物理特性使得气凝胶材料本身在隔热隔音、水体净化、气体吸附等方面有突出优势,可替代活性炭作为一种耗材。纳米孔气凝胶复合绝热材料:这只是一个统称,可理解为所有需要高效恒温的地方都能用得上的东西,至于这种材料可以是固态、也可以是液态。简单说来,这种复合绝热材料就是当气凝胶与哪种基材进行二次复合,就使得那种材料拥有了高效隔热保温的性能。工业建筑领域应用中,气凝胶与玻璃纤维毡复合经加工就做成了气凝胶毡,使得其导热系数成倍降低;日用品领域中,与纺织品复合,使得其隔热保温性能又上一台阶。所以在气凝胶复合应用制品方面,小编更愿意把它看作是一种功能性的添加剂。目前,新型气凝胶的应用主要集中在节能与环保领域。


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