淺談氣凝膠應用制品的作用

    “氣凝膠”這個詞近年來出現得越來越頻繁,特別是在十三五規劃中筆墨三章強調新材料戰略的作用後,氣凝膠作為先進新型材料又一次成為瞭關註焦點。氣凝膠在隔熱、保溫、隔音、降噪、吸油等領域有非常普遍的應用,大到航天材料,宇航服消防隔熱服;小到保溫杯、汽車隔音隔熱、港口漏油吸油污,非常寬泛的使用領域讓氣凝膠在材料市場受到業界高度關註。

氣凝膠的發展意義何在?

從國傢戰略層面出發,新材料是帶動傳統產業升級的革命性力量,是事關國傢安全的戰略性產業。大力發展國內新材料產業,提升國內新材料產業制造水平,從而不斷提高先進高分子材料和特種金屬功能材料自給水平。

再對比國內外新材料企業的狀況,美國的3M、杜邦、德國的BASF、Bayer、日本的三菱化學占據瞭國際市場絕大部分份額,其中不乏市值過千億美金的巨頭。反觀國內新材料企業,A股市場上的龍頭市值也不過數十億美金。為什麼會出現如此大的差距,原因之一是起步時間的差距,而更主要的原因在於在國內,新材料並沒有被視作一個長期可持續發展的事業。

因此,如何讓新材料恒“新”是一個值得思考的問題。

目前,國內新材料企業想要在短時間內全面、全能地超越國外巨頭,並不現實。但在納米材料等關鍵性領域,卻存在著異軍突起的空間和能力。談完瞭行業背景和先天下之憂後,我們正式切入主題。

什麼是氣凝膠?

作為納米材料界的新星——氣凝膠(Aerogel),它到底為何物?

 首先,氣凝膠不同於我們傳統思維中的“膠”,它是一種固體物質形態,密度為3KG/m³,因其密度極低,所以也被叫做“凍結的煙”或“藍煙”,曾獲得吉尼斯紀錄“世界上最輕的固體”稱號。最早是在1931年,由S.Kistler采用超臨界幹燥方法成功制備出SiO2氣凝膠。由於氣凝膠中一般80%以上是空氣,所以有非常好的隔熱效果,一寸厚的氣凝膠相當20至30塊普通玻璃的隔熱功能。即使把氣凝膠放在玫瑰與火焰之間,玫瑰也會絲毫無損。氣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。

關於氣凝膠的科普就介紹到這裡,隻用記住它們明顯不同於孔洞結構在微米和毫米量級的多孔材料,其纖細的納米結構使得材料的熱導率極低,具有極大的比表面積。對光、聲的散射均比傳統的多孔性材料小得多,這些獨特的性質不僅使得該材料在基礎研究中引起人們興趣,而且在許多領域蘊藏著廣泛的應用景。

氣凝膠應用制品有哪些?有何用?

前面介紹瞭氣凝膠這一納米材料的各種特性,那麼它究竟可以做成啥?從客觀角度,結合國內外各相關企業、研發機構的進展狀況為大傢梳理梳理關於氣凝膠應用制品的故事。關於氣凝膠應用制品,可以分兩部分來介紹,第一部分為已具備商品流通屬性的應用制品,第二部分為極具科研價值的前沿性研究。

現階段氣凝膠產品主要包括

氣凝膠顆粒:其上述物理特性使得氣凝膠材料本身在隔熱隔音、水體凈化、氣體吸附等方面有突出優勢,可替代活性炭作為一種耗材。

納米孔氣凝膠復合絕熱材料:這隻是一個統稱,可理解為所有需要高效恒溫的地方都能用得上的東西,至於這種材料可以是固態、也可以是液態。簡單說來,這種復合絕熱材料就是當氣凝膠與哪種基材進行二次復合,就使得那種材料擁有瞭高效隔熱保溫的性能。工業建築領域應用中,氣凝膠與玻璃纖維氈復合經加工就做成瞭氣凝膠氈,使得其導熱系數成倍降低;日用品領域中,與紡織品復合,使得其隔熱保溫性能又上一臺階。所以在氣凝膠復合應用制品方面,小編更願意把它看作是一種功能性的添加劑。目前,新型氣凝膠的應用主要集中在節能與環保領域。

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