氣凝膠是一種用氣體代替凝膠中的液體而本質(zhì)上不改變凝膠本身的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或體積的凝膠,它具有納米級多孔結(jié)構(gòu)和高孔隙等特點,是目前所知密度小的固體材料之一。氣凝膠與干凝膠并非同一概念,濕凝膠經(jīng)過超臨界干燥得到的是氣凝膠,經(jīng)過常壓干燥得到的是干凝膠。嚴(yán)格講,氣凝膠應(yīng)是塊狀結(jié)構(gòu),而干凝膠一般是粉體或者顆粒。
由于其制備過程繁瑣冗長,價格昂貴易脆等缺點,很長一段時間沒有引起業(yè)界關(guān)注。直到超臨界干燥法問世,氣凝膠才引起研究者的注意。超臨界干燥法可以快速、批量生產(chǎn)出尺寸、任意形狀及結(jié)構(gòu)完整的氣凝膠材料。這種新材料看似脆弱不堪,其實非常堅固耐用,不同成份的氣凝膠可以承受不同的溫度,常見的氧化硅氣凝膠可以在零度到650℃的范圍內(nèi)使用,有些類型的氣凝膠高能承受1400℃的高溫。令人欣慰的是,不同于其他新材料,我國的氣凝膠材料產(chǎn)業(yè)化水平幾乎與世界同步,并且呈現(xiàn)出良好的趕超態(tài)勢。
關(guān)于氣凝膠的特點有以下幾種:
1. 孔隙率很高,可高達(dá);科學(xué)家們表示,因為它有數(shù)百萬小孔和皺摺,所以如果把立方厘米的氣凝膠拆開,它會填滿一個有足球場那么大的地方。它的小孔不僅能像一塊海綿一樣吸附污染物,還能充當(dāng)氣穴。研究人員認(rèn)為,一些形式的由鉑金制成的氣凝膠能用于加速水解及氫的產(chǎn)生。這樣的話,氣凝膠就能用來生產(chǎn)以氫為基礎(chǔ)的燃料。
2.納米級別孔洞和三維納米骨架顆;
3.高比表面積;
4.低密度;氣凝膠的結(jié)構(gòu)決定了其具有極低的熱導(dǎo)率,常溫下可以低至0.013W/(m)比空氣的導(dǎo)熱系數(shù)還低。
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