導(dǎo)語(yǔ)：氣凝膠是一種三維納米網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的納米材料，具有低密度、高比表面積和低熱導(dǎo)率等優(yōu)異性能，可用于建筑保溫和工業(yè)生產(chǎn)保溫，有廣闊的市場(chǎng)前景。今天我們講講氣凝膠的特性和優(yōu)勢(shì)以及它的廣闊應(yīng)用范圍。
什么是氣凝膠
氣凝膠（aerogel）是一種納米多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固體材料，當(dāng)凝膠脫去大部分溶劑，使凝膠中液體含量比固體含量少得多，或凝膠的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中充滿的介質(zhì)是氣體，外表呈固體狀，這即為干凝膠，也稱為氣凝膠。1931年由美國(guó)Kistler.S.發(fā)明，創(chuàng)下15項(xiàng)吉尼斯紀(jì)錄，與石墨烯、富勒烯等被共譽(yù)為改變世界的十大新材料之一，在熱學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)、聲學(xué)等領(lǐng)域具備突出性能，列入20世紀(jì)90年代以來(lái)10大熱門科學(xué)技術(shù)之一，是具有巨大應(yīng)用價(jià)值的軍民兩用技術(shù)。
氣凝膠的特性和優(yōu)勢(shì)
- 極佳的保溫隔熱性能，衡量保溫材料保溫效果好壞的指標(biāo)就是導(dǎo)熱系數(shù)，氣凝膠絕熱氈導(dǎo)熱系數(shù)在0.020W(m.K)以下，而傳統(tǒng)的保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)在0.028W(m.K)-0.045W(m.K)，由于導(dǎo)熱系數(shù)低，可以能更薄的絕熱厚度達(dá)到同等的絕熱效果。
- 國(guó)家A級(jí)不燃防火等級(jí)，氣凝膠絕熱氈屬于無(wú)機(jī)材料，達(dá)到國(guó)家A級(jí)防火等級(jí)，而傳統(tǒng)保溫材料中，橡塑和聚氨酯屬于有機(jī)材料，容易發(fā)生火災(zāi)。
- 極低的密度，質(zhì)量輕盈，孔隙率高達(dá)90%以上。
- 綠色環(huán)保，氣凝膠由無(wú)機(jī)材料構(gòu)成，不含對(duì)人體有害物質(zhì)，安全可靠。
- 防水效果好，氣凝膠保溫材料憎水率高達(dá)到99%以上，在使用過(guò)程中能夠有效減少凝露的產(chǎn)生，更好的保護(hù)管道層不收腐蝕和侵害。而傳統(tǒng)保溫材料在使用過(guò)程中極易吸水，造成導(dǎo)熱系數(shù)升高，保溫效果下降，管道層造成腐蝕。
- 持久耐熱，獨(dú)有的納米三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)提供了優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，避免傳統(tǒng)保溫材料長(zhǎng)期使用保溫性能下降的現(xiàn)象。
- 吸附性強(qiáng)，氣凝膠粉末具有較高的表面積，具有優(yōu)異的吸附性能。
- 使用溫度范圍廣，氣凝膠絕熱氈的使用溫度非常的廣泛，從-200℃低溫到650℃高溫都能正常使用。而傳統(tǒng)保溫材料中，普通橡塑能夠達(dá)到-40℃，而高溫只能達(dá)到120℃；高溫領(lǐng)域中，硅酸鋁可耐高溫800℃，但是其不耐低溫。
- 使用壽命長(zhǎng)，氣凝膠絕熱氈使用壽命可達(dá)20年，20年中無(wú)需更換任何材料，有效減少保溫材料替換的費(fèi)用和施工運(yùn)營(yíng)的成本。傳統(tǒng)保溫材料中的硅酸鋁和巖棉在使用3-5年就會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)坍塌，造成導(dǎo)熱系數(shù)升高，需要重新更換保溫材料。
氣凝膠的參數(shù)
氣凝膠的應(yīng)用前景
- 工業(yè)管道的保溫隔熱填料。
- 建筑保溫涂料或防火涂料添加劑。
- 防寒服填料。
- 在熱電池上應(yīng)用可延長(zhǎng)熱電池的工作壽命,防止生成的熱影響熱電池周圍的元器件。
- 隔熱板、隔熱氈和隔熱發(fā)泡板材填料。
- 在催化劑以及催化載體方面的應(yīng)用，氣凝膠催化劑的活性和選擇性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常規(guī)催化劑,而且它還可以有效減少副反應(yīng)的發(fā)生
- 用于制造水性氣凝膠漿料，添加于水性涂料中制得各種保溫隔熱涂料。
- 太陽(yáng)能熱水器，將納米氣凝膠絕熱材料應(yīng)用于熱水器的儲(chǔ)水箱、管道和集熱器。
- 粉體亦可以代替顏料和填料添加在粉末涂料中。
- 可作為海洋、湖泊等水面用VOC吸附劑、油吸附劑、化妝品添加劑。
- 可添加在發(fā)泡PVC中（20%）制成隔音板用于建筑材料。
- 氣凝膠還可以應(yīng)用到新能源汽車的鋰電池上，在鋰電池之間加上氣凝膠產(chǎn)品，可以防止每塊鋰電池的熱量互相影響，也可進(jìn)一步防止電池因高溫而導(dǎo)致燃燒。
- 用筆記本和手機(jī)用上可以引導(dǎo)熱量從周邊散出，有助于提高散熱效率、增強(qiáng)使用舒適度。
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氣凝膠的存儲(chǔ)及注意事項(xiàng)
氣凝膠要保持包裝密封，并存儲(chǔ)在干燥通風(fēng)的地方。請(qǐng)毋與其他揮發(fā)性的化學(xué)材料放置一起，以避免氣凝膠吸收這些物質(zhì)。
在使用過(guò)程中請(qǐng)毋吸入產(chǎn)生的粉塵。在容易產(chǎn)生粉塵的地方建議安裝排風(fēng)設(shè)備。避免直接與皮膚以及眼睛接觸，建議使用手套，面具，護(hù)目鏡等防護(hù)設(shè)施。