你还不了解的那些新诞生的新材料呢?今天岩拓和大家讲解下气凝胶保温材料真空绝热板FTC保温材料复合自保温砌块的区别。

真空绝热板

真空绝热板(VIP板)是真空保温材料中的一种,是由填充芯材与真空保护表层复合而成,它有效地避免空气对流引起的热传递,因此导热系数可大幅度降低,可以达到0.002-0.004w/m.k,为传统保温材料导热系数的1/10。

真空绝热版的应用:

国内开始制造并采用真空绝热板VIP板改良冰箱隔热层,整个冰箱制造业似乎刮起了一阵真空绝热板VIP板应用试验的大风潮,再反观国外一些发达国家对真空绝热板VIP板的研究和使用已经有十多年的历史,以及二十世纪中国制造业的崛起与国家节能政策的颁布实施,真空绝热板VIP板这种超强新型的保温材料正被商家所关注,市场前景广阔。

真空绝热板VIP板主要用于保温绝热,如家用冰箱、游艇冰箱、迷你冰箱、车载冰箱、深冷冰柜、电热水器、自动贩卖机、冷冻箱、冷藏集装箱、建筑墙体保温和LNG储运等。

冷藏设备应用

冰箱采用真空绝热板VIP板隔热

可以节能10%~30%,并且增加有效容积20%-30%。尽管真空绝热板VIP板的价格还偏高,但用户使用冰箱7~10年节约的电费,已相当于冰箱采用真空绝热板VIP板隔热增加的费用。采用真空绝热板VIP板隔热,除了经济意义外,还有冰箱重量轻,体积小的优点。冰箱门和冷冻箱的上开门,要求质轻、壁薄,采用真空绝热板VIP板隔热有较大的技术经济意义。

以蓄冷材料维持低温的冷藏箱

用PU或PF保温时,保温期只有1~2天;采用真空绝热板VIP板隔热材料后,保温期延长至4~5天,使原来必须空运的物品,可以改用卡车运输或者火车运输,大幅度降低了运输费用。

冷藏保温箱

在内装保温物品相同的情况下

  • 用PU泡沫时,外形尺寸57cm×50cm×50cm,保温层厚度3.8 cm,内装21.8 kg冷却剂,保温期120 h;
  • 用真空绝热板VIP板隔热时,外形尺寸33cm×46cm×28cm,保温层厚度2.5cm,内装7 kg 冷却剂,保温期200 h。

采用真空绝热板VIP板新材料后,保温箱体积减少70%,冷却剂减少68%,而保温期则延长66%。减少了运费,提高了运距,经济效果明显。

真空绝热板VIP板优势

同其它材料相比,真空绝热板VIP板以其极低的导热系数,在保温技术要求相同时有保温层厚度薄、体积小、重量轻的优点,适用于节能要求较高的产品,有较大技术经济意义。

真空绝热板VIP板状况

国内研发真空绝热板的企业屈指可数,国内的vip真空隔热板质量与国外也有些差距,但是凭借着中国制造的低成本和低碳经济的备受关注,使我们在市场上也有一席之地。

真空绝热板VIP板芯材区分

vip真空绝热板芯材主要有粉体芯材和玻纤芯材,粉体芯材采取二氧化硅为材料的真空绝热板,导热系数相对较高,主要应用在墙体保温;而玻纤芯材的真空绝热板导热系数较低,主要应用于冰箱、冰柜、冷藏车的节能保温。


FTC保温材料

FTC保温材料是新型的无机保温蓄能节能材料,简称FTC,达到A级防火保温材料,由多种无机非金属合纤维矿物质,经精选细化深度加工并辅以多种无机化学添加剂及相变蓄能材料科学配比而成。外观成粉末纤维散状,不结块,现场直接加水搅拌成膏状体,抹于墙体表面上密封整体,随物成型。 由于所选用材料全部是天然无机矿物质,其独特的物化性能非常稳定,是有机保温材料无法比拟的。该保温材料用于墙体保温,不但大大提高墙体的保温阻热性能,而且成本低,施工程序同常规瓦工抹水泥沙浆工法一样方便快捷。不但节省了抹墙体内外两侧水泥砂浆的原料费用,还能大大降低工程造价,从而又能达到国家的民用建筑节能65%标准要求。我国东北高寒地区采用内外加强性的保守保温设计施工方法,值得借鉴和推广。

FTC自调温相变保温材料的一个民间的简称,并没有用作相变保温材料的缩写,也没有获得学术界命名认可。

简单说就是把具有一定相变能力的材料(简称PCM)通过某种方法,使其进入到多孔的基材中,利用基材多孔的超大比表面积吸附固定住PCM材料。然后将固定了PCM材料的基材掺入保温砂浆中,以实现一定范围内的调温。

ftc变相保温材料又称ftc保温砂浆。该材料是以玻化微珠颗粒、漂珠、水镁石纤维等为骨料,利用特殊相变材料不同温度相变点的二元相变储能机理,突破了传统保温材料的单一热阻性,兼有热熔和热阻性的双项功能。然后将这些骨料掺入到相应的保温胶粉料当中,组成ftc保温浆料,涂抹施工到保温墙面,形成保温层,从而以实现一定范围内的调温。该材料属于A级不燃保温材料,符合各类建筑防火要求。

ftc保温材料适用范围

FTC相变保温材料适用于工业与民用建筑、各类建筑的外墙外保温(涂料或贴装等饰面);外墙内保温;分户隔墙、吊顶、楼梯间、屋面、顶棚等需要隔声、保温隔热的部位。


复合自保温砌块

复合自保温砌块是由空心结构的主体砌块、保温层、保护层及连接主体砌块与保护层并贯通保温层的“连接柱销”组成,为确保安全,在连接柱销中设置有加强钢丝。主体砌块有盲孔、通孔、填充三种构造形式。

根据不同建筑的具体要求,通过保温层材质、厚度,粗细集料品种、配比,保温连接柱销的断面构造、个数等可调整参数的相应设置,调整各项技术指标,以期最大限度地满足市场需求。满足节能50%~75%的要求;抗压强度5.0MPa~15MPa,满足承重、非承重要求,适合生产承重型自保温砌块。

主体砌块的内、外壁间、主体砌块与外保护层间,是通过“L型T型点状连接肋”和“贯穿保温层的点状柱销”组合为整体,在柱销中设置有钢丝。在确保安全的前提下,最大限度地降低冷桥效应,具有极其优异的保温性能.

复合自保温砌块性价比

1、具有极其优异的保温性能和性价比

(1)、非承重型:容重800㎏/m&sup3;、抗压强度≥5MPa、干缩值<0.4mm/m、吸水率≤15%:

● 厚度240mm、传热系数≤0.55W/㎡·K时,材料成本约:130元/m&sup3;

● 厚度270mm、传热系数≤0.40W/㎡·K时,材料成本约:170元/m&sup3;

(2)、承重型:容重1000㎏/m&sup3;、抗压强度≥10MPa、干缩值≤0.4、吸水率≤15%:

● 厚度260mm、传热系数≤0.45W/㎡·K时,材料成本约:190元/m&sup3;

● 厚度290mm、传热系数≤0.25W/㎡·K时,材料成本约:260元/m&sup3;

(3)、内墙砌块:规格(mm):长×高×厚=(390~600)×(190~300)×(150~190)、容重650㎏/m&sup3;~750㎏/m&sup3;、干缩值≤0.4mm/m、抗压强度≥3.5MPa、传热系数≤1.0W/㎡·K、时,材料成本约:100元/m&sup3;

2、极大的减少墙面裂纹裂缝的产生,显著提高工程质量

连接主体砌块的内、外壁和外保护层的“L型T型点状连接肋”和“贯穿保温层的点状柱销”的总面积仅约为0.009平方米,与在砌块空腔中加保温材料的自保温砌块比,约减少70%的冷桥面积。这为选用建筑垃圾、细石、尾矿等高强度粗细集料提供了必须的前提条件。如以细石砼、建筑垃圾为材质时,砌块与框架梁、柱、剪力墙、抹面砂浆、砌筑砂浆的线膨胀系数、干缩值、吸水率、含水率、强度等指标很接近,相互间协同性好;高强度的细石砼,又为抹面砂浆、砌筑砂浆提供了坚实的基础,显著提高抹面砂浆、砌筑砂浆与砌块间的粘接强度。从而有效的解决了因温度应力、干湿应力等原因产生的墙面裂纹裂缝。并解决同类产品存在的“因外保护层和抹面砂浆层蠕动而产生的墙面裂纹裂缝”。

3、采用嵌入式砌筑方式,显著增加砌体强度

在主体砌块的内外壁与L型T型点状连接肋组成的空间中,填充的是低密度EPS板,砌筑砂浆在砌块重量与砌块间挤压力的作用下,自然地压入EPS板, 嵌固在砌块的内外壁与条状连接肋之间,形成嵌入式砌筑,有效地增强砌体的抗剪强度和抗震性能。

4、显著特点

(1)丰富的可调整参数

  1. 通过主体砌块的混凝土品种、标号的选择(如不同强度等级的细石混凝土、以建筑垃圾为粗细集料的利废混凝土或炉渣、陶粒等轻质保温混凝土),砌块的抗压强度可在5.0MPa—7.5MPa之间设置,干燥收缩值在0.02(%)—0.06(%)之间设置;可调整砌块的抗冻融、含水率等指标,并对调整砌块的保温性能有一定作用。
  2. 通过主体砌块的壁厚、点状肋的截面积、肋厚、保护层的厚度,可调整砌块的抗压、抗折等强度指标;
  3. 通过柱销的直径大小,可调整保护层的吊挂力、劈裂强度,以满足粘贴釉面砖、干挂石材、涂料等不同外装饰方式的要求。
  4. 通过外保温层、保温芯料的密度、品种、厚度的调整,240mm厚的新型复合自保温砌块的传热系数在0.55 W/㎡·K——0.40 W/㎡·K之间设置;290mm厚的新型复合自保温砌块的传热系数可在0.35 W/㎡·K——0.15 W/㎡·K之间设置。

在不改变生产工艺、设备、模具的前提下,实现大幅度调整保温性能、强度等指标,对生产企业扩大市场有着重大意义:满足各类建筑对节能指标,强度指标的要求,扩大销售市场。如节能65%指标,是指包括门窗、梁柱等在内的建筑外墙的平均传热系数,并非仅指墙体。对梁柱的保温大都仅是以高于室内露点温度为依据;当建筑的窗墙比大、异性系数大时,要以提高墙体的保温性能来平衡。在同一地区的不同建筑,同一建筑不同朝向的墙面,其墙体的保温性能要求亦有差异。如在节能65%时,六层以上建筑要求外墙体的传热系数≤0.6 W/㎡·K,六层以下建筑则要求外墙体的传热系数≤0.45 W/㎡·K。

(2)独特的架构形式:结构、材料间的各自独立,互为作用,优势互补,充分发挥各种材料的特性,具有优异的综合性能。

A、内外壁、保护层:材质是以建筑垃圾、细石为骨料的混凝土,赋予砌块:高强、低干缩值、低吸水率、低含水率和优良的抗冻性能、良好的二次施工性能,为装饰施工和卫生洁具的吊挂提供坚实的墙面。增加砌体的热惰性指标,改善室内热环境质量,提高居住人体的舒适性。

B、连接柱销、L型T型点状连接肋:以混凝土为材质,辅以钢丝加强。其强度足以保证在承担保护层、饰面层自重及正负风压的长期共同作用下的坚固稳定,彻底解决同类产品因由保温层承担外力而蠕动变形,导致保护层、外饰面层高密度大面积开裂、脱离及使用寿命的局限,真正实现自保温砌块的整体与建筑同寿。连接肋在满足内外壁的连接强度,墙体在抗压、抗冲击、吊挂力等作用时的应力传递,搬运、砌筑所需强度的前提下,尽可能减小截面积,在确保安全可靠的同时显著地降低冷桥效应,对保温节能有着重要作用。

C、外保温层、填充保温层:EPS等保温材料是填充在混凝土支架的空腔中,自身不承担任何作用力。其容重不受二次保温方式要求≥18㎏/m&sup3;、钢丝网架板要求≥15㎏/m&sup3;的限制。当有特殊防火要求时,可选用矿棉板等。

D、管线盒及卫生洁具、空调等的吊挂简便可靠:主体砌块是由内外壁和连接于其间的L型T型连接肋组成,根据设计相应掏去L型T型点状连接肋之间的泡沫,即可在墙体中多方向布置管线;在相对坚实的墙面开孔后,取出周围少量泡沫后填入胶泥,即可在胶泥中埋设开关盒或卫生洁具、空调等的吊挂件,牢固可靠。

5、防火

(1)、满足公安部“公消[2011]65号”要求——其防火性能已获住建部官方确证。自保温砌块的混凝土框架构造本身是A级防火的整体结构,B1级EPS等保温材料是填充于构造体系的空腔中,属自保温体系。

保温材料是填充在混凝土支架的空腔中,在砌筑时,其只与砌筑砂浆接触,无火灾隐患;成墙后,EPS等保温材料是被密闭在>25—30mm厚的混凝土保护层内,没有燃烧的环境,亦无点燃的途径。

(2)、当有特殊防火要求时,保温材料可选用矿棉板、玻璃棉板等无机保温材料。

 

气凝胶保温材料

气凝胶是一种固体物质形态,世界上密度最小的固体。密度为3千克每立方米。一般常见的气凝胶为硅气凝胶,其最早由美国科学工作者Kistler在1931年因与其友打赌制得。气凝胶的种类很多,有硅系,碳系,硫系,金属氧化物系,金属系等等。aerogel是个组合词,此处aero是形容词,表示飞行的,gel显然是凝胶。字面意思是可以飞行的凝胶。任何物质的gel只要可以经干燥后除去内部溶剂后,又可基本保持其形状不变,且产物高孔隙率、低密度,则皆可以称之为气凝胶。

因为密度极低,最轻的气凝胶仅有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。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。气凝胶也在粒子物理实验中,使用来作为切连科夫效应的探测器。位在高能加速器研究机构B介子工厂的Belle 实验探测器中一个称为气凝胶切连科夫计数器(Aerogel Cherenkov Counter, ACC) 的粒子鉴别器,就是一个最新的应用实例。这个探测器利用的气凝胶的介于液体与气体之低折射系数特性,还有其高透光度与固态的性质,优于传统使用低温液体或是高压空气的作法。同时,其轻量的性质也是优点之一。

 

气凝胶,作为世界最轻的固体,已入选吉尼斯世界纪录。这种新材料密度仅为3.55千克每立方米,仅为空气密度的2.75倍;干燥的松木密度(500千克每立方米)是它的140倍。这种物质看上去像凝固的烟,但它的成分与玻璃相似。由于它的密度极小,用于航空航天方面非常合适。美宇航局喷气推进实验室,该实验室琼斯博士研制出的新型气凝胶,主要由纯二氧化硅等组成。在制作过程中,液态硅化合物首先与能快速蒸发的液体溶剂混合,形成凝胶,然后将凝胶放在一种类似加压蒸煮器的仪器中干燥,并经过加热和降压,形成多孔海绵状结构。琼斯博士最终获得的气凝胶中空气比例占到了99.8%。

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,最高能承受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,日前已经作为“世界上密度最低的固体”正式入选《吉尼斯世界纪录》。

这种气凝胶呈半透明淡蓝色,重量极轻,因此人们也把它称为“固态烟”。新型气凝胶是由美国国家宇航局下属的“喷气推进实验室”材料科学家史蒂芬·琼斯博士研制的。它的主要成分和玻璃一样也是二氧化硅,但因为它99.8%都是空气,所以密度只有玻璃的千分之一。

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,绝缘能力比最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最原始、最古老的物质,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第一批彗星星尘样品返回地球。

但收集彗星星尘并不是件容易的事,它的速度相当于步枪子弹的6倍,尽管体积比沙粒还要小,可是当它以如此高速接触其它物质时,自身的物理和化学组成都有可能发生改变,甚至完全被蒸发。如今科学家有了气凝胶,这个问题就变得很简单了。它就像一个极其柔软的棒球手套,可以轻轻地消减彗星星尘的速度,使它在滑行一段相当于自身长度200倍的距离后慢慢停下来。在进入“气凝胶手套”后,星尘会留下一段胡萝卜状的轨迹,由于气凝胶几乎是透明的,科学家可以按照轨迹轻松地找到这些微粒。

 

气凝胶制备方法

气凝胶最初是由S.Kistler命名,由于他采用超临界干燥方法成功制备了二氧化硅气凝胶,故将气凝胶定义为:湿凝胶经超临界干燥所得到的材料,称之为气凝胶。在90年代中后期,随着常压干燥技术的出现和发展,90年代中后期普遍接受的气凝胶的定义是:不论采用何种干燥方法,只要是将湿凝胶中的液体被气体所取代,同时凝胶的网络结构基本保留不变,这样所得的材料都称为气凝胶。气凝胶的结构特征是拥有高通透性的圆筒形多分枝纳米多孔三位网络结构,拥有极高孔洞率、极低的密度、高比表面积、超高孔体积率,其体密度在0.003-0.500 g/cm-3范围内可调。(空气的密度为0.00129 g/cm-3)。

气凝胶的制备通常由溶胶凝胶过程和超临界干燥处理构成。在溶胶凝胶过程中,通过控制溶液的水解和缩聚反应条件,在溶体内形成不同结构的纳米团簇,团簇之间的相互粘连形成凝胶体,而在凝胶体的固态骨架周围则充满化学反应后剩余的液态试剂。为了防止凝胶干燥过程中微孔洞内的表面张力导致材料结构的破坏,采用超临界干燥工艺处理,把凝胶置于压力容器中加温升压,使凝胶内的液体发生相变成超临界态的流体,气液界面消失,表面张力不复存在,此时将这种超临界流体从压力容器中释放,即可得到多孔、无序、具有纳米量级连续网络结构的低密度气凝胶材料。

气凝胶作用

研究领域

在分形结构研究方面。硅气凝胶作为一种结构可控的纳米多孔材料,其表现密度明显依赖于标度尺寸,在一定尺度范围内,其密度往往具有标度不变性,即密度随尺度的增加而下降,而且具有自相似结构,在气凝胶分形结构动力学研究方面的结构还表明,在不同尺度范围内,有三个色散关系明显不同的激发区域,分别对应于声子、分形子和粒子模的激发。改变气凝胶的制备条件,可使其关联长度在两个量级的范围内变化。因此硅气凝胶已成为研究分形结构及其动力学行为的最佳材料。

1、在“863”高技术强激光研究方面

纳米多孔材料具有重要应用价值,如利用低于临界密度的多孔靶材料,可望提高电子碰撞激发产生的X光激光的光束质量,节约驱动能,利用微球形节点结构的新型多孔靶,能够实现等离于体三维绝热膨胀的快速冷却,提高电子复合机制 产生的x光激光的增益系数,利用超低密度材料吸附核燃料,可构成激光惯性约束聚变的高增益冷冻靶。气凝胶纤细的纳米多孔网络结构、巨大的比表面积、结构介观尺度上可控,成为研制新型低密度靶的最佳候选材料。

2、在作为隔热材料方面

硅气凝胶纤细的纳米网络结构有效地限制了局域热激发的传播,其固态热导率比相应的玻璃态材料低2—3个数量级。纳米微孔洞抑制了气体分子对热传导的贡献。硅气凝胶的折射率接近l,而且对红外和可见光的湮灭系数之比达100以上,能有效地透过太阳光,并阻止环境温度的红外热辐射,成为一种理想的透明隔热材料,在太阳能利用和建筑物节能方面已经得到应用。通过掺杂的手段,可进一步降低硅气凝胶的辐射热传导,常温常压下掺碳气凝胶的热导率可低达0.013w/m·K,是热导率最低的固态材料,可望替代聚氨脂泡沫成为新型冰箱隔热材料。掺入二氧化钛可使硅气凝胶成为新型高温隔热材料,800K时的热导率仅为0.03w/m·K,作为军品配套新材料将得到进一步发展。

由于硅气凝胶的低声速特性,它还是一种理想的声学延迟或高温隔音材料。该材料的声阻抗可变范围较大(103—107 kg/m2·s),是一种较理想的超声探测器的声阻耦合材料,如常用声阻匝Zp=1.5×l07 kg/m2·s的压电陶瓷作为超声波的发生器和探测器,而空气的声阻只有400 kg/m2·s。用厚度为l/4波长的硅气凝胶作为压电陶瓷与空气的声阻耦合材料.可提高声波的传输效率,降低器件应用中的信噪比。初步实验结果表明,密度在300 kg/m3左右的硅气凝胶作为耦合材料,能使声强提高30 dB,如果采用具有密度梯度的硅气凝胶,可望得到更高的声强增益。

在环境保护及化学工业方面。纳米结构的气凝胶还可作为新型气体过滤 ,与其它材料不同的是该材料孔洞大小分布均匀,气孔率高,是一种高效气体过滤材料。由于该材料特别大的比表而积.气凝胶在作为新型催化剂或催化剂的载体方而亦有广阔的应用前景。

3、在储能器件方面

有机气凝胶经过烧结工艺处理后将得到碳气凝胶 这种导电的多孔材料是继纤维状活性碳以后发展起来的一种新型碳素材料,它具有很大的比表面积(600—1000 m2/g)和高电导率(10—25 s/cm).而且,密度变化范围广(0.05—1.0 g/cm3).如在其微孔洞内充入适当的电解液,可以制成新型可充电电池,它具有储电容量大、内阻小、重量轻、充放电能力强、可多次重复使用等优异特性,初步实验结果表明:碳气凝胶的充电容量达3×104/kg2,功率密度为7 kw/kg,反复充放电性能良好。

在材料的量子尺寸效应研究方面。由于硅气凝胶的纳米网络内形成量子点结构,化学气相渗透法掺Si及溶液法掺C60的结果表明,掺杂剂是以纳米晶粒的形式存在,并观察到很强的可见光发射,为多孔硅的量子限制效应发光提供了有力证据。利用硅气凝胶的结构以及C60的非线性光学效应,可进一步研制新型激光防护镜。通过掺杂的方法还是形成纳米复合相材料的有效手段。

此外,硅气凝胶是折射率可调的材料,使用不同密度的气凝胶介质作为切伦柯夫阀值探测器,可确定高能粒子的质量和能量。因高速粒子很容易穿入多孔材料并逐步减速,实现“软着陆”,如选用透明气凝胶在空间捕获高速粒子,可用肉眼或显微镜观察被阻挡、捕获的粒子。

作为一种新型纳米多孔材料,除硅气凝胶外,已研制的还有其它单元、二元或多元氧化物气凝胶、有机气凝胶及碳气凝胶。作为一种独特的材料制备手段,相关的工艺在其它新材料研制中得到广泛应用,如制备气孔率极高的多孔硅、制备高性能催化剂的金属—气凝胶混合材料、高温超导材料、超细陶瓷粉末等。

研究单位

2013年国际上关于气凝胶材料的研究工作主要集中在德国的维尔茨堡大学、BASF公司、美国的劳伦兹·利物莫尔国家实验室、桑迪亚国家实验室,法国的蒙彼利埃材料研究中心,日本高能物理国家实验室等。国内主要集中在同济大学波尔固体物理实验室、国防科技大学、清华大学、浙江大学、哈尔滨工业大学、纳诺科技有限公司及广东埃力生高新科技有限公司。

其他用途

1、制作火星探险宇航服

2002年,美国宇航局成立了一家公司,专门生产更结实更有韧性的气凝胶。美国宇航局2013年已经确定,在2018年火星探险时,宇航员们将穿上用新型气凝胶制造的宇航服。该公司的资深科学家马克·克拉杰沃斯基说,只要在宇航服中加入一个18毫米厚的气凝胶层,那么它就能帮助宇航员扛住1300℃的高温和零下130℃的超低温。“这是我见过的最有效的恒温材料。”马克如是说。

2、防弹不怕被炸

防弹是新型气凝胶的第二个重要用途。美国宇航局的这家公司正在对用气凝胶建造的住所和军车进行测试。根据试验室的试验情况来看,如果在金属片上加一层厚约6毫米的气凝胶,那么,就算炸药直接炸中,对金属片也分毫无伤。

3、可处理生态灾难

环保是新型气凝胶的第三个重要作用。科学家们将气凝胶亲切地称为“超级海绵”,因为其表面有成百上千万的小孔,所以是非常理想的吸附水中污染物的材料。美国科学家新发明的气凝胶居然能吸出水中的铅和水银。据这位科学家称,这种气凝胶是处理生态灾难的绝好材料,比如说1996年“海上快车”油轮沉没后,72000吨原油外泄,如果当时用上这种材料的话,那么就不会导致整个海岸受到严重的污染。

4、网球拍击球能力更强

新型气凝胶也将步入我们每个人的未来日常生活。比如说美国的Dunlop体育器材公司已经成功研发了含有气凝胶的网球拍。这种网球拍据说击球的能力更强;2012年年初,66岁的鲍博·斯托克成为第一个将气凝胶用于住房的英国人:“保温加热的效果非常好,我将空调的温度下降了5℃,结果室内的温度仍然非常舒适。”登山者也对气凝胶的运用充满了希望。英国登山家安尼·帕尔门特2011年登珠峰时所穿的鞋子就是使用了部分气凝胶材料,他的睡袋里也有一层这种新材料。

性能优越,高弹性、强吸附,应用前景广阔

据专家介绍,“碳海绵”具备高弹性,被压缩80%后仍可恢复原状。它对有机溶剂具有超快、超高的吸附力,是迄今已报道的吸油力最高的材料。现有的吸油产品一般只能吸自身质量10倍左右的液体,而“碳海绵”的吸收量是250倍左右,最高可达900倍,而且只吸油不吸水。“大胃王”吃有机物的速度极快:每克这样的“碳海绵”每秒可以吸收68.8克有机物。 20世纪,实验室正在对这一材料的吸附性能进行进一步的应用性研究。科研人员声称,“碳海绵”还可能成为理想的相变储能保温材料、催化载体、吸音材料以及高效复合材料。不过很难准确预计其应用领域与前景,还得依靠社会以及产业界的想象力,让这个新材料走出实验室,实现应用价值。

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