納米氣凝膠發(fā)展史和應用

美國科學(xué)工作者Kistler在1931年因與其友打賭制得。氣凝膠的種類(lèi)很多，有硅系，碳系，硫系，金屬氧化物系，金屬系等等。氣凝膠是一種固體物質(zhì)，世界上密度最小的固體。密度為3千克每立方米。一般常見(jiàn)的氣凝膠為硅氣凝膠。因為密度極低，最輕的氣凝膠僅有0.16毫克每立方厘米，比空氣密度略低，所以也被叫做“凍結的煙”或“藍煙”。由于里面的顆粒非常?。{米量級），所以可見(jiàn)光經(jīng)過(guò)它時(shí)散射較?。ㄈ鹄⑸洌?，就像陽(yáng)光經(jīng)過(guò)空氣一樣。凝膠在航天探測上也有多種用途，在俄羅斯“和平”號空間站和美國“火星探路者”的探測器上都有用到這種材料。氣凝膠也在粒子物理實(shí)驗中，使用來(lái)作為切連科夫效應的探測器。氣凝膠，作為世界最輕的固體，已入選吉尼斯世界紀錄。

美宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗室，該實(shí)驗室瓊斯博士研制出的新型氣凝膠，主要由純二氧化硅等組成。在制作過(guò)程中，液態(tài)硅化合物首先與能快速蒸發(fā)的液體溶劑混合，形成凝膠，然后將凝膠放在一種類(lèi)似加壓蒸煮器的儀器中干燥，并經(jīng)過(guò)加熱和降壓，形成多孔海綿狀結構。瓊斯博士最終獲得的氣凝膠中空氣比例占到了99.8%。2006年，“星塵”號飛船將帶著(zhù)人類(lèi)獲得的第一批彗星星塵樣品返回地球。

90年代中后期普遍接受的氣凝膠的定義是：不論采用何種干燥方法，只要是將濕凝膠中的液體被氣體所取代，同時(shí)凝膠的網(wǎng)絡(luò )結構基本保留不變，這樣所得的材料都稱(chēng)為氣凝膠。氣凝膠的結構特征是擁有高通透性的圓筒形多分枝納米多孔三位網(wǎng)絡(luò )結構，擁有極高孔洞率、極低的密度、高比表面積、超高孔體積率，其體密度在0.003-0.500 g/cm-3范圍內可調。

氣凝膠氈具有柔軟﹑易裁剪﹑密度小、無(wú)機防火﹑整體疏水、綠色環(huán)保等特性，其可替代玻璃纖維制品、石棉保溫氈、硅酸鹽纖維制品等不環(huán)保、保溫性能差的傳統柔性保溫材料。

氣凝膠氈主要用于工業(yè)管道﹑儲罐，工業(yè)爐體，電廠(chǎng)，救生艙，船舶艙壁，動(dòng)車(chē)，直埋管道，注塑機，可拆卸式保溫套，稠油開(kāi)采高溫蒸汽管道，交通運輸，家用電器，鋼鐵，有色金屬，玻璃等領(lǐng)域的保溫隔熱。

氣凝膠粉體可以應用在涂料中，做成具有保溫效果的保溫涂料，起到補充保溫作用。氣凝膠涂料不僅可以應用在外墻體的保溫中，還可以應用在建筑內墻保溫和建筑頂部保溫和建筑底部保溫。2010年上海世博會(huì )零碳館及萬(wàn)科實(shí)驗樓應用了該種涂料，表明這種涂料具有突出的節能效果。

以上是我們介紹納米氣凝膠發(fā)展歷史和應用。