气凝胶材料

提起凝胶一词，首先你脑海中浮现的是什么呢？啫喱？果冻？芦荟胶？隐形眼镜？凝胶是溶胶或溶液中的胶体粒子在分散介质作用下形成空间网状结构的弹性固体，其中，以气体为分散介质的，我们称之为气凝胶；以水为分散介质的，则叫水凝胶。 气凝胶其内部98%以上是空气，因此其密度极小，是世界上密度最小的固体。2015年东华大学的纳米纤维研究团队发表的最新论文中提到：该团队利用普通纤维膜材料开发出了一种超轻、超弹的纤维气凝胶，经中国计量认证结果显示，这种纤维气凝胶的固态材料密度仅为0.12毫克每立方厘米，成功刷新了此…

气凝胶材料是一种纳米多孔网络结构的轻质固体材料，具有孔隙率高、比表面积大、密度超低、热导系数低等特质，总结起来就是超轻、超强、超级绝热，故其用途非常广泛，在催化、保温隔热等领域被称为神奇材料。 尤其是在绝热保温领域，室温导热系数可低至0.013w/(m·k)，堪称是最顶级的绝热材料，用一句“yyds”评价毫不为过（yyds，当下很火的网络用语，永远的神拼音简称，意为非常厉害，气凝胶作为当下乃至将来最顶级的绝热材料当仁不让）。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…

咦，这是什么？ 好像冻住的烟！ 这不是烟而是一种固体，确切地说是世界上最轻的固体-气凝胶。 对了，咱们中国此次首辆火星车”祝融号”携带的黑科技里面就有它。 这玩意很轻，但是隔热性能很好。并且用在太阳能面板上，还可以让火星车不容易粘灰。 那么问题来了： 气凝胶是什么？ 它到底厉害在哪里？ 它的制造难不难？ 气凝胶发明 说起气凝胶的发明历史，不得不说是一次偶然，确切的说是美国人基斯特勒在1931年受果冻的启发而发明出来的。 果冻大家肯定都不会陌生，但是估计很少人会思考一个问题…

气凝胶是一种具有三维多孔网络结构的超轻固体材料，具有超低热导率，能够作为一种超级隔热材料，在航天航空、建筑节能、电动汽车及便携式电子设备等领域发挥重要作用。然而，目前大部分气凝胶均为宏观块体形态，不具备纤细、轻薄、柔长等特征。另一方面，气凝胶材料自身所具有的弱力学强度，使得其后加工（如切割、压缩）相对困难。因此，对于气凝胶低维宏观形态的设计依旧具有一定的挑战性，制约了气凝胶材料在限域空间热量管理的功能发挥，如未来新兴的5G便携式/可穿戴电子系统的实际热控需求。 为实现气凝胶材料的轻薄化设计，中科…

大自然是人类的良师，自然界中天然材料具有的一些独特结构给材料学家带来了无限的设计灵感。树木是一类典型的各向异性材料，它的内部具有取向排列的管状结构，用来定向输送水和营养物质，这种取向排列的管状结构使木材多个性能呈各向异性，并赋予材料独特功能特性。借鉴树木的结构，材料学家设计和制备了多种具有各向异性的材料。 鉴于聚合物基微孔材料在电磁屏蔽/吸波领域的应用前景，最近四川大学高分子研究所刘鹏波教授、邹华维教授团队采用定向冰晶模板法，通过控制冰晶的生长方向，制备出具有定向有序通孔结构的各向异性聚酰亚胺/…

对位芳纶纤维作为一种高性能的材料，具备高强、高模、耐腐蚀及耐热性好等优点，在国防及民用等领域都有着广泛的应用。将对位芳纶制备成气凝胶材料，有望拓宽对位芳纶的应用范围。但是对位芳纶分子链之间的相互作用力较强，加工性能较差，因而限制了其在气凝胶等领域的应用。目前已有基于相分离法等方法制备对位芳纶气凝胶材料的研究，然而其存在制备过程冗长、大量使用有机溶剂或样品发生形变、力学性能较差等缺点，且不适用于大规模的生产及应用。 近期，清华大学化工系高分子所的庹新林副研究员课题组在之前工作的基础上，首先在非活性…

气凝胶涂料的应用现状涂料行业发展至今，分类越发细化，针对性越发专业。纳米气凝胶复合涂料是跟随纳米气凝胶材料的发展，而新兴开发出的涂料品种，根据具体使用要求的区别，又可分成保温隔热涂料，疏水涂料，等不同品种，拥有非常广阔的应用前景。1、保温涂料是一种新型的保温材料，通过低导热系数和高热阻来实现隔热保温的一种涂料。气凝胶以其最优秀的保温性能，非常贴合保温涂料的技术要求，既要保温隔热效果好，又要涂膜薄。目前世界发达国家在这方面的开发应用已经较为普及，无论是建筑行业，还是工业管道，已有大量应用。国内应用基本上都是进口国外产品。不同于发射型涂料，保温隔热型涂料对于隔热性能有很高的要求，而不仅仅只是反射阳

5月20日，市长雷健坤就气凝胶材料在建筑节能领域应用情况进行专题调研。副市长李文兵、阳煤集团董事长翟红一同调研。气凝胶作为应用广泛的基础性、战略性新材料，是目前世界上合成材料中最轻的固体材料。气凝胶应用于外墙材料可有效降低采暖能耗、改善室内热环境质量和居住条件，提升建筑品质，对实现建筑节能降耗具有积极作用。调研中，雷健坤听取阳中新材公司就气凝胶外墙材料在阳泉宾馆应用情况的汇报，并现场观摩主楼外墙粉刷情况及气凝胶材料的自洁、防火效果。其间，她还仔细查看了实验房屋相关试验数据，并认真了解气凝胶外墙材料产品研发、生产工艺、质量检测等相关情况。雷健坤对气凝胶外墙材料的实施应用给予充分肯定。她指出，以气

隐身技术是为了提高武器装备和人员在战争环境中的生存能力和作战效能而发展起来的一项重要军事技术。其中的红外隐身可以通过调节红外发射率或调控温度来实现。例如，量子阱、电致变色染料、相变材料等能够动态调控红外辐射，然而，在整个过程中通常需要持续耗电，且响应速度慢、可调范围窄、柔韧性差。此外，通过调控温度可实现红外隐身，然而隔热毯等材料一般都比较厚重，易导致热量积聚。可见，有效地隐藏目标，使其对热红外探测器不可见仍然面临巨大挑战。气凝胶是一种具有超低密度、高连续孔隙率、比表面积大的合成材料，在隔热、隔声、水净化、膜分离等各领域中具有极其重要的应用价值。同时，气凝胶也被用于纳米相变材料，以提高其热物理性

日本研究团队近日发表论文展示一种超柔性气凝胶的制备方法，具有非常优异的柔性，可以弯曲、卷曲、折叠和切割成需要的形状，材料制备原理如下图，首先是有机硅 polyvinylpolydimethylsiloxane (PVPDMS) 单体自由基聚合，然后自交联得到网状结构聚合物，再通过常压干燥方法获得气凝胶材料。为了提升性能，研究人员以上述方法为基础，通过共聚PVPDMS/polyvinylpolymethylsiloxane (PVPMS) 获得性能更优异的气凝胶材料，如下图所示所获材料具有多功能性，比如高性能绝热材料，另外可用作高效超吸收材料，用作油水分离材料，可以高效吸收矿物油、煤油、甲苯、丙