一、气凝胶简介
气凝胶是一种固体物质形态,世界上密度最小的固体。密度为3kg每立方米。一般常见的气凝胶为硅气凝胶,其最早由美国科学工作者Kistler在1931年制得。气凝胶的种类很多,有硅系,碳系,硫系,金属氧化物系,金属系等等。aerogel是个组合词,此处aero是形容词,表示飞行的,gel显然是凝胶。字面意思是可以飞行的凝胶。任何物质的gel只要可以经干燥后除去内部溶剂后,又可基本保持其形状不变,且产物高孔隙率、低密度,则皆可以称之为气凝胶。
因为密度极低,目前最轻的硅气凝胶仅有0.16毫克每立方厘米,略低于比空气密度,所以也被叫做“冻结的烟”或“蓝烟”。由于里面的颗粒非常小(纳米量级),所以可见光经过它时散射较小,就像阳光经过空气一样。因此,它也和天空一样看着发蓝(如果里面没有掺杂其它东西),如果对着光看有点发红(天空是蓝色的,而太阳看起来有点红)。由于气凝胶中一般80%以上是空气,所以有非常好的隔热效果,一寸厚的气凝胶相当20至30块普通玻璃的隔热功能。即使把气凝胶放在玫瑰与火焰之间,玫瑰也会丝毫无损。
(1)气凝胶外部构造
(2)气凝胶内部构造
二、产品特点
超绝热性,热传导率为:0.015~0.018W/(m,K)
轻质性,微粉结构中95%以上(体积比)为空气
疏水性,产品具有优异的疏水性;热稳定性优良
吸附性,具有很高的表面积,有优异的吸附性能
隔音降噪、防火减震性能优异;纳米级孔隙,使其保温隔热为传统材料的 3~5 倍,具有传统材料无可比拟的保温效果。 出色的光线分散性,良好的物理稳定性及可改善声学性能等。
高孔隙率、高比表面积赋予其良好的滤光性、吸附性,可作为超级吸附材料及催化剂载体。
三、实验场景
1.透光性
2.轻质性
3.超绝热性
四、应用领域
用于制作新型气体过滤材料-防毒面具、动物房除臭等,可有效去除 PM2.5,同时起到光触媒和吸附双重作用,将有机异味分解为二氧化碳等吸附除去。
高比表面积,可用于制作超级储能材料或催化剂载体。
声阻抗可变范围较大,可用于制作超声探测器的声阻耦合材料。
极低的热导率,可用于制作高性能纳米隔热添加剂,如隔热涂料、油漆、保温砂浆等。
高孔隙率,可在航天领域用于捕获空间中高速粒子,使其软着陆。
建筑或工业隔热涂料填充隔热板、隔热毡填充防火涂料添加剂
石膏板填充物
相变保温材料添加剂
VOC吸附剂、油吸附剂、化妆品添加剂
五应用产品:
(1)气凝胶隔热膜
(2)气凝胶毡
(3)石膏板填充物
(4)隔热涂料添加剂