近年來，隨著我國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級、節(jié)能降耗政策的不斷推進和納米材料戰(zhàn)略的實施，氣凝膠材料引起了政府、學(xué)術(shù)界、企業(yè)界和投資界的廣泛關(guān)注。氣凝膠是中國幾乎與世界同、競爭力強的高科技產(chǎn)品之一。從某種意義上說，中國氣凝膠產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將對世界氣凝膠產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生越來越大的影響。

目前，中國大學(xué)和研究所在氣凝膠領(lǐng)域的研究深度和廣度，以及中國企業(yè)在低成本氣凝膠制造技術(shù)方面的毅力，都處于世界領(lǐng)先地位。也許在未來，我們將看到一家依靠技術(shù)創(chuàng)新和低成本攻擊世界各地城市的企業(yè)已經(jīng)成為氣凝膠領(lǐng)域的華為。中國優(yōu)秀的氣凝膠研發(fā)團隊將繼續(xù)努力實現(xiàn)我們的中國夢，創(chuàng)新實現(xiàn)我們的中國夢！

一. 氣凝膠定義：氣凝膠，又稱干凝膠，是化學(xué)溶液反應(yīng)后形成的溶膠，然后去除凝膠中的溶劑，使空間網(wǎng)結(jié)構(gòu)充滿氣體，固體密度極低（接近空氣密度）。氣凝膠具有超輕、低密度、納米微孔、超細(xì)蜂窩孔尺寸和多孔結(jié)構(gòu)，由聚合鏈連接而成。孔徑一般低于 100 nm，氣凝膠顆粒尺寸通常小于 200nm。可由無機材料(如二氧化硅、氧化鋁等)、有機材料(如聚酰亞胺、碳等)或混合材料(如凝膠玻璃等)制成。

二.氣凝膠概述：

氣凝膠是一種由美國組成的納米多孔結(jié)構(gòu)材料Kistler.S.該發(fā)明創(chuàng)造了15項吉尼斯紀(jì)錄，在熱學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)、聲學(xué)等領(lǐng)域表現(xiàn)出許多奇怪的性能，也被稱為藍煙和凍結(jié)煙。它被稱為改變世界的神奇材料，自20世紀(jì)90年代以來被列為十大熱門科技之一，軍民兩用技術(shù)應(yīng)用價值巨大。

氣凝膠是較輕、保溫性能較好的固體材料，被選為世界吉尼斯紀(jì)錄，氣凝膠密度低、導(dǎo)熱性低、表面積高、孔隙率高，較初廣泛應(yīng)用于航空航天、軍事工業(yè)等高端技術(shù)領(lǐng)域，隨著我國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級和國家納米材料戰(zhàn)略的實施，氣凝膠納米材料已逐漸廣泛應(yīng)用于工業(yè)、建筑、汽車、電子等行業(yè)。

氣凝膠分類：

氣凝膠根據(jù)基體的化學(xué)性質(zhì)可分為 4 類：

無機氣凝膠：

1) 氧化物(如二氧化硅、氧化鋁、二氧化鈦)；

2) 氟化物(如氟化鎂、氟化鈣)；

3) 碳化物(如碳化硅、碳化硼)；

4) 氮化物(如氮化硼、氮化鈦)；

5) 混合氧化物(如二氧化鈦-氧化硅、氧化釩-二氧化鈦)。

有機氣凝膠：

1) 醛系(如間苯二酚-甲醛，三聚氰胺-甲醛……）；

2) 脲類衍生物(如氨基甲酸乙酯氣凝膠)；

3) 聚合物(如聚酰亞胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚雙環(huán)戊二烯)；

4) 碳，包括碳納米管。

混合氣凝膠：

混合氣凝膠含有有機和無機相，主要由二氧化硅氣凝膠改性而成。

如二氧化硅/聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）……

復(fù)合氣凝膠：

氣凝膠復(fù)合材料由兩種或兩種以上具有不同化學(xué)和物理性質(zhì)的材料制成；一種材料

形成基體(或連續(xù)相)，其它材料形成分散相。氣凝膠可作為氣凝膠復(fù)合材料的基體，

也可用作分散相。

1) 纖維增強氣凝膠；

2) 其它氣凝膠復(fù)合材料。

四.氣凝膠的隔熱原理：

無對流效應(yīng)：氣凝膠納米材料孔徑小于70nm,氣孔中的空氣分子失去了自由流動的能力，處于真空狀態(tài)，無法進行熱對流。

無限遮擋效果：氣凝膠孔為納米孔，密度極低。氣凝膠中的氣孔趨于無限，每個氣孔壁都有遮熱板的作用，產(chǎn)生幾乎無限的遮熱板效果，較大限度地減少熱輻射。

無限松散路徑效應(yīng)：氣凝膠密度極低，大于表面，體積骨架松散，氣凝膠有無限納米孔，氣凝膠固體材料沿孔壁傳熱，無限孔壁形成無限松散路徑效應(yīng)，使固體傳熱能力接近較低限度。

與其他傳統(tǒng)保溫材料相比，氣凝膠產(chǎn)品具有導(dǎo)熱性較低、隔熱效果明顯的優(yōu)點。氣凝膠材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度變化很小。隨著溫度的升高，傳統(tǒng)保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)發(fā)生了很大的變化，隔熱效果也會變差。

氣凝膠目前的產(chǎn)品形式和應(yīng)用領(lǐng)域

目前，很多人都知道氣凝膠，但更多的人不了解氣凝膠形式的產(chǎn)品及其應(yīng)用領(lǐng)域。今天，中科將推廣氣凝膠相關(guān)形式的產(chǎn)品和應(yīng)用。氣凝膠的產(chǎn)品形式主要是保溫氣凝膠氈、板、布、紙、顆粒、粉末和異形件。氣凝膠氈、板、布、紙、異形件均為氣凝膠及相應(yīng)產(chǎn)品形式的纖維復(fù)合產(chǎn)品?；炯夹g(shù)相似，但產(chǎn)品應(yīng)用差異較大。

1.氣凝膠氈是目前產(chǎn)量較大、應(yīng)用較廣泛的氣凝膠產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于航天**、石化、冶金建材、軌道交通、高鐵動車、核電船、動力電池、管道罐、冰箱制冷等保溫應(yīng)用領(lǐng)域。

2.氣凝膠布、紙張和異形件主要用于一些特殊需要領(lǐng)域。例如，氣凝膠布主要用于服裝鞋帽領(lǐng)域，氣凝膠紙（薄氈）主要用于熱電池和一些空間小或管徑薄或希望纏繞施工的領(lǐng)域。氣凝膠異形件基本上是軍事應(yīng)用。

3.氣凝膠板：事實上，氈與板的主要區(qū)別只是硬度的差異。氈靈活，可卷曲，板剛度一定，不易彎曲。板材的主要應(yīng)用是大型設(shè)備保溫和未來建筑節(jié)能內(nèi)外墻保溫。

4.氣凝膠超薄保溫膜是一種導(dǎo)熱性極低的柔性薄膜材料，通過特殊工藝使氣凝膠膜化，解決消費品在狹小空間內(nèi)的均熱問題，控制和改變導(dǎo)熱方向，提高產(chǎn)品性能和使用壽命。適用范圍:適用于智能手機、平板電腦、可穿戴設(shè)備、柔性電子設(shè)備等狹小空間電子設(shè)備的高效熱管理。

5.氣凝膠顆粒：目前主要采用氣凝膠透明度填充PC板材或中空玻璃總是采光隔熱板。

6.氣凝膠涂料：涂料是傳統(tǒng)保溫材料中非常重要的產(chǎn)品，在許多領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用。與傳統(tǒng)涂料相比，氣凝膠涂料導(dǎo)熱性低，保溫效果好。

7.氣凝膠紡織品：高保溫性能的納米復(fù)合材料由納米多孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的氣凝膠粉和透氣性優(yōu)良的無紡布制成，其保溫性能超過傳統(tǒng)保溫材料，可用于日常保溫領(lǐng)域?？椢锊缓瑢θ梭w有害的物質(zhì)，具有耐洗、保溫性能優(yōu)異、塑性強的特點。氣凝膠絕緣棉采用氣凝膠顆粒作為絕緣填料，氣凝膠與聚酯纖維通過特殊的紡絲工藝完美結(jié)合。氣凝膠絕緣棉具有超保溫、柔軟、舒適、透氣性。是冬季保溫服裝的理想填充材料，絕緣效果遠遠超過傳統(tǒng)羽絨和填充棉。