最輕的固體--氣凝膠
氣凝膠是一類納米多孔材料的統稱，通常衍生自濕凝膠，其骨架是由納米粒子構成的三維網絡結構，結構中充滿了氣體分散介質。其特殊的納米多孔結構使其具有獨特的熱學、光學、聲學以及電學性能，同時它是世界上密度最小的固體，曾被《科學》雜志譽為“可以改變世界的神奇材料”。
氣凝膠憑借極輕、隔熱、最低介電常數等硬實力已經創下了15項“吉尼斯世界記錄”。隨著技術進步和成本下降，氣凝膠的發展向工業領域、民用領域拓展，比如石油化工領域、交通領域，未來十年，市場規模有望增長近10倍。
它是最輕的固體材料，氣凝膠超級輕，在一些對重量要求苛刻同時對絕熱要求極高的場景，氣凝膠是唯一選擇。同時二氧化硅氣凝膠還是迄今為止保溫性能最好的材料。氣凝膠憑借極低的體積密度及納米網格結構的彎曲路徑阻止了氣態和固態熱傳導的同時，氣凝膠空隙中的空氣分子近似靜止，趨于“無窮多”的空隙壁使熱輻射降至最低。氣凝膠完美對抗了三種熱的傳遞方式，導熱系數甚至達到0.013W/m.K以下，比常溫下靜態空氣0.025W/m.K還低。
氣凝膠的特性
1、隔熱性：二氧化硅氣凝膠材料具有極低的導熱系數，可達到0.013-0.016W/(m·K),低于靜態空氣(0.024W/(m·K))的熱導系數,比相應的無機絕緣材料低2-3個數量級。即使在800℃的高溫下其導熱系數才為0.043W/(m·K)。高溫下不分解，無有害氣體放出，屬于綠色環保型材料。二氧化硅氣凝膠與各種耐熱纖維復合后，可制成各種形式的保溫材料。可廣泛用于工業、建筑、管道、汽車、航天等領域。
2、隔音性：由于硅氣凝膠的低聲速特性，它還是一種理想的聲學延遲或高溫隔音材料。該材料的聲阻抗可變范圍較大(103-107 kg/m2·s)，是一種較理想的超聲探測器的聲阻耦合材料
初步實驗結果表明，密度在300 kg/m3左右的硅氣凝膠作為耦合材料，能使聲強提高30dB，如果采用具有密度梯度的硅氣凝膠，有望獲得更高的聲強增益。
3、非線性光學性質：由于硅氣凝膠的納米網絡內形成量子點結構，化學氣相滲透法摻Si及溶液法摻C60的結果表明，摻雜劑是以納米晶粒的形式存在，并觀察到很強的可見光發射，為多孔硅的量子限制效應發光提供了有力證據。利用硅氣凝膠的結構以及C60的非線性光學效應，可進一步研制新型激光防護鏡。
4、過濾及催化性質：納米結構的氣凝膠還可作為新型氣體過濾，與其它材料不同的是該材料孔洞大小分布均勻，氣孔率可達99%，是一種高效氣體過濾材料。由于該材料特別大的比表面積可達600-800㎡/g。氣凝膠在作為新型催化劑或催化劑的載體方而亦有廣闊的應用前景。
氣凝膠應用廣泛
氣凝膠產品族譜豐富，目前主流的氣凝膠制備過程就是溶膠-凝膠法與超臨界干燥相結合。不同的化合物通過氣凝膠的制備過程形成了各種各樣的氣凝膠，豐富了氣凝膠的品種。目前最常見也是發展最為成熟的氣凝膠是二氧化硅氣凝膠，二氧化硅氣凝膠屬于氧化物氣凝膠，除此之外，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。
廣泛的圖譜、多樣化的產品形式使得氣凝膠的應用更加靈活廣泛，下游市場需求空間巨大，應用已經遍布于石化、軍工、航天、電池、環保、建筑、交通等各個領域。
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