气凝胶是什么？有哪些种类？应用领域介绍

1 什么是气凝胶

气凝胶(Aerogel)是固体物质形态，为湿凝胶经超临界干燥后去除孔洞内流体所得到的材料，也叫“凝固的烟”、 “蓝烟”，曾经被《科学》杂志誉为“可以改变世界的神奇材料”，它是世界上密度最小的纳米级多孔固态材料。 国际理论和应用化学联合会对气凝胶的定义是一种由微孔结构构成、孔洞内的分散介质为气态的凝胶。

2 气凝胶的特性

从20 世纪 30 年代被发明出来到现在21世纪了，气凝胶已经创下了 15 项目“吉尼斯世界记录”，独特的纳米多孔结构使气凝胶具有具有高孔隙率、高比表面积、超低密度等特性。

热导率低是因为气凝胶孔洞内的气体传导对热导率的贡献少，纤细的纳米网络结构使得它的固态热导率比其它固态材料低很多，所以常温常压下气凝胶的热导率很低

另外，气凝胶超高的孔隙率让气凝胶在力学、电学、光学、声学等方面都具备独特的性能，除此之外，气凝胶还具有优秀的防火、疏水、抗压抗拉性能，举例来说，气凝胶具有一般固态材料没有的低折射率、低声阻抗等物理特性，使得其在石化、航空航天、微电子等很多领域应用前景广阔。

3 气凝胶的种类

气凝胶的种类多种多样，最常见同时发展最成熟的气凝胶是二氧化硅气凝胶，它是氧化物气凝胶，领海还有碳化物气凝胶、氮化物气凝胶、有机气凝胶、碳气凝胶、生物质气凝胶、复合气凝胶及其他气凝胶。各个分类中中已经合成了多种化合物气凝胶，结构性质各异。

4 气凝胶的应用领域

(1)石化领域：应用于石油开采、管线保温、炼化装置等，可作为蒸馏塔、反应管道、储罐、泵、阀门、天然气和 LNG 液化气管道、深海管道的外保温材料。

(2)建筑领域：应用于节能玻璃门窗、建筑管道、墙体保温、建筑涂料、OEM 涂料、特种涂料等。

(3)军工领域：应用于飞机、舰船/艇、坦克、导弹、军用保温帐篷等的外层材料,起到防辐射、吸收红外线和漫反射波实现隐形功能，屏蔽自身电子信号实现反侦察的功能。

(4)航天领域：应用于空间站、探测器、运载火箭、航天飞机等的绝热保温材料，曾作为收集彗星尘的采集“手套”。

(5)交通领域：应用于锂离子动力电池组，热电池保温筒等，阻止热失控电芯向电池其他系统传热起到预防、隔热、耐热的作用。应用于汽车防火隔热保温降噪层，大容量电池组防火防水保温盒，危险化学品运输车、液化天然气运输船等特种运输工具的保温防火层，高铁和地铁车体保温隔热降噪防火层。

(6)日常生活：应用于气凝胶滑雪服、气凝胶网球拍、气凝胶登山靴等。

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