氣凝膠材料

提起凝膠一詞，首先你腦海中浮現(xiàn)的是什么呢？啫喱？果凍？蘆薈膠？隱形眼鏡？凝膠是溶膠或溶液中的膠體粒子在分散介質(zhì)作用下形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的彈性固體，其中，以氣體為分散介質(zhì)的，我們稱之為氣凝膠；以水為分散介質(zhì)的，則叫水凝膠。 氣凝膠其內(nèi)部98%以上是空氣，因此其密度極小，是世界上密度最小的固體。2015年?yáng)|華大學(xué)的納米纖維研究團(tuán)隊(duì)發(fā)表的最新論文中提到：該團(tuán)隊(duì)利用普通纖維膜材料開發(fā)出了一種超輕、超彈的纖維氣凝膠，經(jīng)中國(guó)計(jì)量認(rèn)證結(jié)果顯示，這種纖維氣凝膠的固態(tài)材料密度僅為0.12毫克每立方厘米，成功刷新了此…

氣凝膠材料是一種納米多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)固體材料，具有孔隙率高、比表面積大、密度超低、熱導(dǎo)系數(shù)低等特質(zhì)，總結(jié)起來(lái)就是超輕、超強(qiáng)、超級(jí)絕熱，故其用途非常廣泛，在催化、保溫隔熱等領(lǐng)域被稱為神奇材料。 尤其是在絕熱保溫領(lǐng)域，室溫導(dǎo)熱系數(shù)可低至0.013w/(m·k)，堪稱是最頂級(jí)的絕熱材料，用一句“yyds”評(píng)價(jià)毫不為過(guò)（yyds，當(dāng)下很火的網(wǎng)絡(luò)用語(yǔ)，永遠(yuǎn)的神拼音簡(jiǎn)稱，意為非常厲害，氣凝膠作為當(dāng)下乃至將來(lái)最頂級(jí)的絕熱材料當(dāng)仁不讓）。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…

咦，這是什么？ 好像凍住的煙！ 這不是煙而是一種固體，確切地說(shuō)是世界上最輕的固體-氣凝膠。 對(duì)了，咱們中國(guó)此次首輛火星車”祝融號(hào)”攜帶的黑科技里面就有它。 這玩意很輕，但是隔熱性能很好。并且用在太陽(yáng)能面板上，還可以讓火星車不容易粘灰。 那么問(wèn)題來(lái)了： 氣凝膠是什么？ 它到底厲害在哪里？ 它的制造難不難？ 氣凝膠發(fā)明 說(shuō)起氣凝膠的發(fā)明歷史，不得不說(shuō)是一次偶然，確切的說(shuō)是美國(guó)人基斯特勒在1931年受果凍的啟發(fā)而發(fā)明出來(lái)的。 果凍大家肯定都不會(huì)陌生，但是估計(jì)很少人會(huì)思考一個(gè)問(wèn)題…

氣凝膠是一種具有三維多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的超輕固體材料，具有超低熱導(dǎo)率，能夠作為一種超級(jí)隔熱材料，在航天航空、建筑節(jié)能、電動(dòng)汽車及便攜式電子設(shè)備等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。然而，目前大部分氣凝膠均為宏觀塊體形態(tài)，不具備纖細(xì)、輕薄、柔長(zhǎng)等特征。另一方面，氣凝膠材料自身所具有的弱力學(xué)強(qiáng)度，使得其后加工（如切割、壓縮）相對(duì)困難。因此，對(duì)于氣凝膠低維宏觀形態(tài)的設(shè)計(jì)依舊具有一定的挑戰(zhàn)性，制約了氣凝膠材料在限域空間熱量管理的功能發(fā)揮，如未來(lái)新興的5G便攜式/可穿戴電子系統(tǒng)的實(shí)際熱控需求。 為實(shí)現(xiàn)氣凝膠材料的輕薄化設(shè)計(jì)，中科…

大自然是人類的良師，自然界中天然材料具有的一些獨(dú)特結(jié)構(gòu)給材料學(xué)家?guī)?lái)了無(wú)限的設(shè)計(jì)靈感。樹木是一類典型的各向異性材料，它的內(nèi)部具有取向排列的管狀結(jié)構(gòu)，用來(lái)定向輸送水和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，這種取向排列的管狀結(jié)構(gòu)使木材多個(gè)性能呈各向異性，并賦予材料獨(dú)特功能特性。借鑒樹木的結(jié)構(gòu)，材料學(xué)家設(shè)計(jì)和制備了多種具有各向異性的材料。 鑒于聚合物基微孔材料在電磁屏蔽/吸波領(lǐng)域的應(yīng)用前景，最近四川大學(xué)高分子研究所劉鵬波教授、鄒華維教授團(tuán)隊(duì)采用定向冰晶模板法，通過(guò)控制冰晶的生長(zhǎng)方向，制備出具有定向有序通孔結(jié)構(gòu)的各向異性聚酰亞胺/…

對(duì)位芳綸纖維作為一種高性能的材料，具備高強(qiáng)、高模、耐腐蝕及耐熱性好等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)防及民用等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。將對(duì)位芳綸制備成氣凝膠材料，有望拓寬對(duì)位芳綸的應(yīng)用范圍。但是對(duì)位芳綸分子鏈之間的相互作用力較強(qiáng)，加工性能較差，因而限制了其在氣凝膠等領(lǐng)域的應(yīng)用。目前已有基于相分離法等方法制備對(duì)位芳綸氣凝膠材料的研究，然而其存在制備過(guò)程冗長(zhǎng)、大量使用有機(jī)溶劑或樣品發(fā)生形變、力學(xué)性能較差等缺點(diǎn)，且不適用于大規(guī)模的生產(chǎn)及應(yīng)用。 近期，清華大學(xué)化工系高分子所的庹新林副研究員課題組在之前工作的基礎(chǔ)上，首先在非活性…

氣凝膠涂料的應(yīng)用現(xiàn)狀涂料行業(yè)發(fā)展至今，分類越發(fā)細(xì)化，針對(duì)性越發(fā)專業(yè)。納米氣凝膠復(fù)合涂料是跟隨納米氣凝膠材料的發(fā)展，而新興開發(fā)出的涂料品種，根據(jù)具體使用要求的區(qū)別，又可分成保溫隔熱涂料，疏水涂料，等不同品種，擁有非常廣闊的應(yīng)用前景。1、保溫涂料是一種新型的保溫材料，通過(guò)低導(dǎo)熱系數(shù)和高熱阻來(lái)實(shí)現(xiàn)隔熱保溫的一種涂料。氣凝膠以其最優(yōu)秀的保溫性能，非常貼合保溫涂料的技術(shù)要求，既要保溫隔熱效果好，又要涂膜薄。目前世界發(fā)達(dá)國(guó)家在這方面的開發(fā)應(yīng)用已經(jīng)較為普及，無(wú)論是建筑行業(yè)，還是工業(yè)管道，已有大量應(yīng)用。國(guó)內(nèi)應(yīng)用基本上都是進(jìn)口國(guó)外產(chǎn)品。不同于發(fā)射型涂料，保溫隔熱型涂料對(duì)于隔熱性能有很高的要求，而不僅僅只是反射陽(yáng)

5月20日，市長(zhǎng)雷健坤就氣凝膠材料在建筑節(jié)能領(lǐng)域應(yīng)用情況進(jìn)行專題調(diào)研。副市長(zhǎng)李文兵、陽(yáng)煤集團(tuán)董事長(zhǎng)翟紅一同調(diào)研。氣凝膠作為應(yīng)用廣泛的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性新材料，是目前世界上合成材料中最輕的固體材料。氣凝膠應(yīng)用于外墻材料可有效降低采暖能耗、改善室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量和居住條件，提升建筑品質(zhì)，對(duì)實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能降耗具有積極作用。調(diào)研中，雷健坤聽(tīng)取陽(yáng)中新材公司就氣凝膠外墻材料在陽(yáng)泉賓館應(yīng)用情況的匯報(bào)，并現(xiàn)場(chǎng)觀摩主樓外墻粉刷情況及氣凝膠材料的自潔、防火效果。其間，她還仔細(xì)查看了實(shí)驗(yàn)房屋相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并認(rèn)真了解氣凝膠外墻材料產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)工藝、質(zhì)量檢測(cè)等相關(guān)情況。雷健坤對(duì)氣凝膠外墻材料的實(shí)施應(yīng)用給予充分肯定。她指出，以氣

隱身技術(shù)是為了提高武器裝備和人員在戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境中的生存能力和作戰(zhàn)效能而發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)重要軍事技術(shù)。其中的紅外隱身可以通過(guò)調(diào)節(jié)紅外發(fā)射率或調(diào)控溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，量子阱、電致變色染料、相變材料等能夠動(dòng)態(tài)調(diào)控紅外輻射，然而，在整個(gè)過(guò)程中通常需要持續(xù)耗電，且響應(yīng)速度慢、可調(diào)范圍窄、柔韌性差。此外，通過(guò)調(diào)控溫度可實(shí)現(xiàn)紅外隱身，然而隔熱毯等材料一般都比較厚重，易導(dǎo)致熱量積聚?？梢?jiàn)，有效地隱藏目標(biāo)，使其對(duì)熱紅外探測(cè)器不可見(jiàn)仍然面臨巨大挑戰(zhàn)。氣凝膠是一種具有超低密度、高連續(xù)孔隙率、比表面積大的合成材料，在隔熱、隔聲、水凈化、膜分離等各領(lǐng)域中具有極其重要的應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)，氣凝膠也被用于納米相變材料，以提高其熱物理性

日本研究團(tuán)隊(duì)近日發(fā)表論文展示一種超柔性氣凝膠的制備方法，具有非常優(yōu)異的柔性，可以彎曲、卷曲、折疊和切割成需要的形狀，材料制備原理如下圖，首先是有機(jī)硅 polyvinylpolydimethylsiloxane (PVPDMS) 單體自由基聚合，然后自交聯(lián)得到網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)聚合物，再通過(guò)常壓干燥方法獲得氣凝膠材料。為了提升性能，研究人員以上述方法為基礎(chǔ)，通過(guò)共聚PVPDMS/polyvinylpolymethylsiloxane (PVPMS) 獲得性能更優(yōu)異的氣凝膠材料，如下圖所示所獲材料具有多功能性，比如高性能絕熱材料，另外可用作高效超吸收材料，用作油水分離材料，可以高效吸收礦物油、煤油、甲苯、丙