氣凝膠因其半透明的色彩和超輕重量,有時也被稱為“固態(tài)煙”或“凍住的煙”。這種新材料看似脆弱不堪,其實非常堅固耐用,能承受1400攝氏度的高溫。氣凝膠的這些特性在航天探測上有多種用途。俄羅斯“和平”號空間站和美國“火星探路者”探測器上,都用到了氣凝膠材料。美國國家宇航局研制出的一種新型氣凝膠,由于密度只有每立方厘米3毫克,曾作為“世界上密度極低的固體”入選《吉尼斯世界紀(jì)錄》。2013年2月27日,中國浙江大學(xué)高分子科學(xué)與工程系實驗室的研究團(tuán)隊制作,由高超教授(中國)領(lǐng)導(dǎo)制作的石墨烯氣凝膠,密度為0.16mg/cm3。創(chuàng)造了新的吉尼斯世界紀(jì)錄。該材料于2013年2月27日在《自然》雜志上公布。氣凝膠也具凝膠的性質(zhì),即具膨脹作用、觸變作用、離漿作用。安徽環(huán)保材料氣凝膠
氣凝膠其他用途:1、制作火星探險宇航服:2002年,美國宇航局成立了一家公司,專門生產(chǎn)更結(jié)實更有韌性的氣凝膠。美國宇航局2013年已經(jīng)確定,在2018年火星探險時,宇航員們將穿上用新型氣凝膠制造的宇航服。該公司的科學(xué)家馬克·克拉杰沃斯基說,只要在宇航服中加入一個18毫米厚的氣凝膠層,那么它就能幫助宇航員扛住1300℃的高溫和零下130℃的低溫。“這是我見過的極有效的恒溫材料。”馬克如是說。2、防彈不怕被炸:防彈是新型氣凝膠的第二個重要用途。美國宇航局的這家公司正在對用氣凝膠建造的住所和軍車進(jìn)行測試。根據(jù)試驗室的試驗情況來看,如果在金屬片上加一層厚約6毫米的氣凝膠,那么,就算直接炸中,對金屬片也分毫無傷。安徽環(huán)保材料氣凝膠天陽氣凝膠的熱導(dǎo)率為0.012W/m·K,優(yōu)于其他添加劑。
氣凝膠保溫氈可以用于稠油高溫注汽開采管道保溫和煉化裝置介質(zhì)管線的保溫,介質(zhì)溫度在200℃~600℃之間。輕薄的氣凝膠制品可有效減少外保溫層用量,且其具有很好的憎水性,憎水率達(dá)到99.6%且PH值為中性,不會腐蝕保溫管道,從而延長施工對象使用壽命,并降低后期維護(hù)費(fèi)用。同樣的保溫效果,使用氣凝膠保溫氈可有效減少施工對象的體積,從而顯著提高管道的排布率。現(xiàn)在的工業(yè)輸送供熱管道,管道內(nèi)溫度從幾十度至600度都有。目前使用極多的傳統(tǒng)保溫材料有硅酸鋁、玻璃棉,巖棉等。但是由于這些材料吸水比較嚴(yán)重,吸水后保溫層會下沉,從而導(dǎo)致保溫效果的下降。
干燥技術(shù):目前產(chǎn)業(yè)化中主要使用的技術(shù)是超臨界干燥技術(shù)和常壓干燥技術(shù),其他尚未實現(xiàn)批量生產(chǎn)技術(shù)還有真空冷凍干燥、亞臨界干燥等。超臨界干燥技術(shù)是實現(xiàn)批量制備氣凝膠技術(shù),已經(jīng)較為成熟,也是目前國內(nèi)外氣凝膠企業(yè)采用較多的技術(shù),超臨界干燥可以實現(xiàn)凝膠在干燥過程中保持完好骨架結(jié)構(gòu)。常壓干燥技術(shù)一種新型的氣凝膠制備工藝,是當(dāng)前研究極活躍,發(fā)展?jié)摿艽蟮臍饽z批產(chǎn)技術(shù)。其原理是采用疏水基團(tuán)對凝膠骨架進(jìn)行改性,避免凝膠孔洞表面的硅羥基相互結(jié)合并提高彈性,同時采用低表面張力液體臵換凝膠原來高比表面積的水或乙醇從而可以在常壓下直接干燥獲得性能優(yōu)異的氣凝膠材料。盡管目前超臨界干燥工藝日益成熟、產(chǎn)品質(zhì)量滿足產(chǎn)業(yè)化要求,但是超臨界干燥設(shè)備制造具有一定門檻,且原料有機(jī)硅源價格較高。相比超臨界干燥技術(shù),常壓干燥技術(shù)在設(shè)備投入、硅源上均具有明顯的成本優(yōu)勢,在技術(shù)上存在一定的門檻,適合于后期氣凝膠的大規(guī)模量產(chǎn)。氣凝膠的制備通常由溶膠凝膠過程和超臨界干燥處理構(gòu)成。
氣凝膠研究領(lǐng)域:在分形結(jié)構(gòu)研究方面。硅氣凝膠作為一種結(jié)構(gòu)可控的納米多孔材料,其表現(xiàn)密度明顯依賴于標(biāo)度尺寸,在一定尺度范圍內(nèi),其密度往往具有標(biāo)度不變性,即密度隨尺度的增加而下降,而且具有自相似結(jié)構(gòu),在氣凝膠分形結(jié)構(gòu)動力學(xué)研究方面的結(jié)構(gòu)還表明,在不同尺度范圍內(nèi),有三個色散關(guān)系明顯不同的激發(fā)區(qū)域,分別對應(yīng)于聲子、分形子和粒子模的激發(fā)。改變氣凝膠的制備條件,可使其關(guān)聯(lián)長度在兩個量級的范圍內(nèi)變化。因此硅氣凝膠已成為研究分形結(jié)構(gòu)及其動力學(xué)行為的很好材料。氣凝膠中一般80%以上是空氣。山東環(huán)保氣凝膠圖片
經(jīng)過測試證實,氣凝膠對人體無毒無害,不吸收,綠色環(huán)保。安徽環(huán)保材料氣凝膠
家用電子電器絕熱保溫材料種類繁多,目前市面上出現(xiàn)的極新的隔熱保溫材料氣凝膠,可以說是代替?zhèn)鹘y(tǒng)隔熱保溫材料的極好材料。氣凝膠具有優(yōu)良的隔熱性能和很好的施工性能,可用于儀器設(shè)備、電熱元件的絕緣和隔熱。很高可用于1000℃左右的保溫環(huán)境,不僅如此,氣凝膠隔熱保溫材料優(yōu)良的保溫絕緣性能還體現(xiàn)在以下幾個方面:低導(dǎo)熱系數(shù),常溫下導(dǎo)熱系數(shù)0.018W/m·k;優(yōu)良的憎水性能,憎水率≥99%;優(yōu)良的機(jī)械加工性能;強(qiáng)、抗撕扯;高柔韌性;安全環(huán)保無毒;A級防火等。安徽環(huán)保材料氣凝膠