在材料的量子尺寸效應研究方面。由于硅氣凝膠的納米網絡內形成量子點結構,化學氣相滲透法摻Si及溶液法摻C60的結果表明,摻雜劑是以納米晶粒的形式存在,并觀察到很強的可見光發射,為多孔硅的量子限制效應發光提供了有力證據。利用硅氣凝膠的結構以及C60的非線性光學效應,可進一步研制新型激光防護鏡。通過摻雜的方法還是形成納米復合相材料的有效手段。此外,硅氣凝膠是折射率可調的材料,使用不同密度的氣凝膠介質作為切倫柯夫閥值探測器,可確定高能粒子的質量和能量。因高速粒子很容易穿入多孔材料并逐步減速,實現“軟著陸”,如選用透明氣凝膠在空間捕獲高速粒子,可用肉眼或顯微鏡觀察被阻擋、捕獲的粒子。氣凝膠材料防火阻燃性能優良,燃燒時無明火無毒性鹽霧產生。氣凝膠板材
氣凝膠材料是全世界許多關注的新材料,吸引著世界各國科學家傾力研究。氣凝膠可使眾多行業、學科產生質的飛躍。氣凝膠被國際學術雜志《科學》列為熱門科學技術之一,并稱其為可以改變世界的多功能新材料。我國工信部于2019年12月發布的《重點新材料首批次應用示范指導目錄(2019年版)》中,明確支持氣凝膠材料在航天、石油化工、節能環保、新能源、微電子等領域的發展。氣凝膠從發現至今已經歷過三次產業化,目前正處在第四次產業化浪潮的快速發展中。江西口碑氣凝膠氣凝膠也被叫做“凍結的煙”或“藍煙”。
在石化領域,氣凝膠憑借優越的隔熱保溫性能可以作為外保溫材料,如蒸餾塔、反應管道、儲罐、泵、閥門、天然氣和LNG液化氣管道、深海管道等等。在高溫蒸汽、導熱油或流體介質管線外包裹氣凝膠,一方面減少了管道暴露損失熱量,另一方面這些區域往往受到重量、空間的限制,需要保溫材料輕量又輕薄,氣凝膠是完美契合的材料。同時,在海上漏油事故處理中,氣凝膠質量輕、吸附能力極強,也得到認可。在環保領域,纖維素氣凝膠可作為吸附劑從水中吸附油和其他有毒有機物,被很多地應用于吸附脫除染料廢水。此外,生物質碳氣凝膠可以去除水中的多種重金屬離子,如Co(II)、Cd(II)、Pb(II)和Sr(II)。在建筑領域,房屋門窗、墻壁的隔熱保溫正越來越被重視。現有的保溫材料或隔熱能力不夠理想,或達到理想效果厚度太厚、太重,也有一些隔熱能力較好的材料但阻燃能力不佳,容易引發房屋火災。而氣凝膠既可以作為現有保溫材料的升級替代,同時兼顧防火、隔聲等功能,有望顛覆建筑保溫材料現有格局。
氣凝膠材料的低成本大規模生產,進一步利用制成氣凝膠氈、氣凝膠板、氣凝膠玻璃、氣凝膠涂料等,可以作為絕熱材料、隔聲材料、吸附劑、干燥介質、催化劑載體等進行應用。其中,氣凝膠氈、板可以用于建筑保溫、管道及設備保溫等,深入開發這些保溫材料可以進一步豐富市場中保溫材料的種類,具有更加多樣的應用范圍,具有很好的市場前景。高熱阻、阻燃的氣凝膠材料豐富了保溫隔熱材料市場,提高建筑的保溫性能和節能特性,避免了能源資源的浪費,氣凝膠的阻燃特性也提高了住戶的安全保障。輕質保溫的氣凝膠材料制品將突破目前建筑保溫材料自身發展的瓶頸,有效推動住宅產業化、建筑節能及其評價等產業的發展,可有效提高節能環保功能,積極促進我國建筑節能產業的綠色發展。氣凝膠布料符合國家紡織品安全技術要求,是一種環保健康的高科技布料。
氣凝膠的制備通常由溶膠凝膠過程和超臨界干燥處理構成。在溶膠凝膠過程中,通過控制溶液的水解和縮聚反應條件,在溶體內形成不同結構的納米團簇,團簇之間的相互粘連形成凝膠體,而在凝膠體的固態骨架周圍則充滿化學反應后剩余的液態試劑。為了防止凝膠干燥過程中微孔洞內的表面張力導致材料結構的破壞,采用超臨界干燥工藝處理,把凝膠置于壓力容器中加溫升壓,使凝膠內的液體發生相變成超臨界態的流體,氣液界面消失,表面張力不復存在,此時將這種超臨界流體從壓力容器中釋放,即可得到多孔、無序、具有納米量級連續網絡結構的低密度氣凝膠材料。氣凝膠材料應用寬廣,施工非常簡便。氣凝膠板材
3mm厚的氣凝膠防風衣在面對惡劣環境時足以保持人類體表溫度。氣凝膠板材
供熱管道在把熱量從熱源輸送到各用戶用熱系統的過程中,由于管道內熱媒的溫度高于周圍環境溫度,供熱管道沿途都有一定熱損失,因此,保溫工作對保證供熱質量,節能減排都有很大意義。氣凝膠直埋保溫管適合輸送在-250℃—750℃范圍內的各種介質的保溫保冷工程。氣凝膠以它突出的優點有很多的應用,應用于城市集中供熱、暖室、冷庫、煤礦、石油管道港口、化工、天然氣管道、電力直埋、中央空調管道保溫、電纜穿線管、蒸汽保溫管道等行業的保溫保冷工程。氣凝膠板材