气凝胶因其半透明的色彩和超轻重量,有时也被称为“固态烟”或“冻住的烟”。这种新材料看似脆弱不堪,其实非常坚固耐用,能承受1400摄氏度的高温。气凝胶的这些特性在航天探测上有多种用途。俄罗斯“和平”号空间站和美国“火星探路者”探测器上,都用到了气凝胶材料。美国国家宇航局研制出的一种新型气凝胶,由于密度只有每立方厘米3毫克,曾作为“世界上密度极低的固体”入选《吉尼斯世界纪录》。2013年2月27日,中国浙江大学高分子科学与工程系实验室的研究团队制作,由高超教授(中国)领导制作的石墨烯气凝胶,密度为0.16mg/cm³。创造了新的吉尼斯世界纪录。该材料于2013年2月27日在《自然》杂志上公布。轻的气凝胶只有0.16毫克每立方厘米。高分子材料成型加工气凝胶
ZrO2气凝胶材料与SiO2气凝胶材料相比,ZrO2气凝胶的高温热导率更低,更适宜于高温段的隔热应用,在作为高温隔热保温材料方面具有极大的应用潜力。ZrO2气凝胶材料的孔径小于空气分子的平均自由程,在气凝胶中没有空气对流,孔隙率很高,固体所占的体积比很低,使气凝胶的热导率很低。目前关于ZrO2气凝胶应用于隔热领域的报道还比较少,研究者主要致力于ZrO2气凝胶制备工艺的研究。Al2O3气凝胶材料具有纳米多孔结构、使其具有更轻质量、更小体积达到等效的隔热效果,同时具有高孔隙率、高比表面积和开放的织态结构,在催化剂和催化载体方面具有潜在的应用价值。氧化铝气凝胶还可用作高压绝缘材料,高速或超速集成 电路的衬底材料,真空电极的隔离介质以及超级电容器。高分子材料成型加工气凝胶天阳气凝胶颗粒与其他材料调配制成涂料,以符合客户需求。
气凝胶保温毡可以用于稠油高温注汽开采管道保温和炼化装置介质管线的保温,介质温度在200℃~600℃之间。轻薄的气凝胶制品可有效减少外保温层用量,且其具有很好的憎水性,憎水率达到99.6%且PH值为中性,不会腐蚀保温管道,从而延长施工对象使用寿命,并降低后期维护费用。同样的保温效果,使用气凝胶保温毡可有效减少施工对象的体积,从而显著提高管道的排布率。现在的工业输送供热管道,管道内温度从几十度至600度都有。目前使用极多的传统保温材料有硅酸铝、玻璃棉,岩棉等。但是由于这些材料吸水比较严重,吸水后保温层会下沉,从而导致保温效果的下降。并且岩棉对环境有污染,使用之后不能当固体废弃物做掩埋处理,必须经过特殊的处理工艺,因此岩棉保温已经慢慢被人们所抛弃。
气凝胶貌似“弱不禁风”,其实非常坚固耐用。它可以承受相当于自身质量几千倍的压力,在温度达到1200摄氏度时才会熔化。此外它的导热性和折射率也很低,绝缘能力比好的玻璃纤维还要强39倍。由于具备这些特性,气凝胶便成为航天探测中不可替代的材料,俄罗斯“和平”号空间站和美国“火星探路者”探测器都用它来进行热绝缘。气凝胶在航天中的应用远不止这些,美国国家宇航局的“星尘”号飞船正带着它在太空中执行一项十分重要的使命———收集彗星微粒。科学家认为,彗星微粒中包含着太阳系中原始、古老的物质,研究它可以帮助人类更清楚地了解太阳和行星的历史。2006年,“星尘”号飞船将带着人类获得的彗星星尘样品返回地球。气凝胶材料厚度1-1.5mm的涂层具有10-20mm厚度的保温纤维相似的效果。
气凝胶材料是全世界许多关注的新材料,吸引着世界各国科学家倾力研究。气凝胶可使众多行业、学科产生质的飞跃。气凝胶被国际学术杂志《科学》列为热门科学技术之一,并称其为可以改变世界的多功能新材料。我国工信部于2019年12月发布的《重点新材料首批次应用示范指导目录(2019年版)》中,明确支持气凝胶材料在航天、石油化工、节能环保、新能源、微电子等领域的发展。气凝胶从发现至今已经历过三次产业化,目前正处在第四次产业化浪潮的快速发展中。气凝胶绝热板是一种柔性、高效保温的隔热材料。高分子材料成型加工气凝胶
气凝胶材料修复和恢复简捷,维护费低。高分子材料成型加工气凝胶
因为密度极低,轻的气凝胶只有0.16毫克每立方厘米,比空气密度略低,所以也被叫做“冻结的烟”或“蓝烟”。由于里面的颗粒非常小(纳米量级),所以可见光经过它时散射较小(瑞利散射),就像阳光经过空气一样。因此,它也和天空一样看着发蓝(如果里面没有掺杂其它东西),如果对着光看有点发红。(天空是蓝色的,而傍晚的天空是红色的)。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。高分子材料成型加工气凝胶