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1 # d滴滴
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2 # 藜小蘆
這種材料名叫“氣凝膠”。因輕若薄霧,顏色泛藍,被稱為“藍煙”,是世界上最輕的固體。
它又被稱為“固體空氣”,因其超強效能,被廣泛應用在不同領域。
氣凝膠曾創下 15 項吉尼斯紀錄,在熱學、光學、電學、力學、聲學等領域展現了超多奇特的效能,被稱為“未來改變世界”的神奇材料。
而這種改變世界的神奇材料,是由NASA(美國航空航天局)華人科學家鄒哲(Peter Tsou)所研發的。
氣凝膠貌似“弱不禁風”,其實非常堅固耐用,它可以承受相當於自身質量幾千倍的壓力,
其密度約為3mg/立方米,不到空氣密度的1/8,簡單來說,它是空氣的三倍重量,一塊重2.5公斤的磚塊,竟然可由一塊重2克的氣凝膠支撐著
與此同時,它的導熱性和折射率卻是非常低,在高達1200℃的溫度時才會熔化。
可正面經受1000多攝氏度的火焰噴射,材料不會被燒穿的情況下,背面竟然還可用手觸控,甚至連巧克力都不會融化,這也充分印證了片頭提及的,那件無敵的3mm厚防寒外套的真偽性,不僅如此,其絕緣能力比起最好的玻璃纖維還要強 39 倍之多。
氣凝膠,是中國正在逐步顯示出的,與世界同行幾乎同步,且具有較強競爭力的的高新技術產品之一,某種意義上,中國氣凝膠產業的發展,對世界氣凝膠產業的發展將產生越來越大的影響。資料顯示,2016年中國氣凝膠產量約1.83萬噸,近年來年均增速在25%左右。
預計,2020年中國保溫材料產值將達1500億,將開始全面替換傳統工業保溫材料,分享國內每年約 500 多億的市場。相信不久的將來,這款神奇的材料,會真正步入我們尋常老百姓的生活中,成為徹底改變世界的超級材料。
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3 # 中科科優科技創新
伴隨著中國經濟轉型升級,節能降耗政策的持續大力推進,以及中國實施多年的奈米材料戰略,氣凝膠材料近年來受到了政府、學術界、企業界和投資界的廣泛關注。氣凝膠是中國正在逐步顯示出的與世界同行幾乎同步且具有較強競爭力的高新技術及產品之一,某種意義上,中國氣凝膠產業的發展,對世界氣凝膠產業的發展將產生越來越大的影響。
當前,中國大學及研究所在氣凝膠領域研究的深度和廣度,中國企業在低成本氣凝膠製造技術方面的鍥而不捨,均走在了世界的前面。或許未來我們會看到有一家企業成為氣凝膠領域的華為,依靠技術創新和低成本在全球攻城拔寨。中科科優氣凝膠研發團隊將以創新節能 引領科技為使命不斷努力去實現我們的中國夢!
一. 氣凝膠定義:氣凝膠,又稱為幹凝膠,是化學溶液經反應,先形成溶膠,再凝膠化獲得的凝膠,除去凝膠中的溶劑,獲得的一種空間網狀結構中充滿氣體,外表呈固體狀密度極低的(接近空氣密度)多孔材料。氣凝膠具有超輕、低密度、奈米微孔,特徵是,具有超細蜂窩孔尺寸和多孔結構,由相互連線的聚合鏈連線而成。孔徑一般低於 100 nm,氣凝膠顆粒尺寸通常小於 20nm。它可以由無機材料(如二氧化矽、氧化鋁等),有機材料(如聚醯亞胺、碳等),或混合材料(如凝膠玻璃等)而製得。
二.氣凝膠概述:
氣凝膠,是一種具有奈米多孔結構的新型材料,1931年由美國Kistler.S.發明,因輕若薄霧藍色泛藍,又被稱為“藍煙”、“凍結的煙”,創下15項吉尼斯紀錄,在熱學、光學、電學、力學、聲學等領域顯示許多奇特的效能,被稱為改變世界的神奇材料,列入20世紀90年代以來10大熱門科學技術之一,是具有巨大應用價值的軍民兩用技術。
氣凝膠是目前上最輕、隔熱效能最好的固態材料,被入選世界吉尼斯記錄,氣凝膠具有極低密度、極低熱導率、高比表面積、高孔隙率的特性,最初被廣泛應用於航空航天、軍事工業等高階技術領域,隨著中國經濟轉型升級及實施國家奈米材料戰略,氣凝膠奈米材料已逐漸在工業、建築、汽車及電子等行業廣泛應用。
氣凝膠的分類:
氣凝膠,按照其基體的化學性質可分為 4 大類:
無機氣凝膠:
1) 氧化物(如二氧化矽,氧化鋁,二氧化鈦);
2) 氟化物(如氟化鎂,氟化鈣);
3) 碳化物(如碳化矽,碳化硼);
4) 氮化物(如氮化硼,氮化鈦);
5) 混合氧化物(如二氧化鈦-氧化矽,氧化釩-二氧化鈦)。
有機氣凝膠:
1) 醛系(如間苯二酚-甲醛,三聚氰胺-甲醛……);
2) 脲衍生物(如氨基甲酸乙酯氣凝膠);
3) 聚合物(如聚醯亞胺,聚甲基丙烯酸甲酯,聚苯乙烯,聚雙環戊二烯);
4) 碳類,包括碳奈米管。
混合氣凝膠:
混合氣凝膠含有有機和無機相,主要有機相,由二氧化矽氣凝膠改性而來。
如二氧化矽/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)……
複合氣凝膠:
氣凝膠複合材料,是由兩種或兩種以上具有不同化學和物理性質的材料製成;一種材料
形成基體(或連續相),其它材料形成分散相。氣凝膠複合材料中,氣凝膠可被用作基體,
也可用作分散相。
1) 纖維增強氣凝膠;
2) 其它氣凝膠複合材料。
四.氣凝膠的隔熱原理:
無對流效應:氣凝膠奈米材料中的氣孔直徑小於70nm, 氣孔內的空氣分子就失去了自由流動的能力,處於近似真空狀態,無法進行熱對流。
無窮遮擋效應:氣凝膠的氣孔為奈米級氣孔且氣凝膠自身具有極低的密度,氣凝膠內的氣孔趨於“無窮多”,每個氣孔壁都具有遮熱板的作用,因而產生近於“無窮多遮熱板”效應,使熱輻射降到最低。
無窮長疏鬆路徑效應:氣凝膠的密度極低、比表面大且體積骨架疏鬆,氣凝膠有無窮多的奈米氣孔,熱量在氣凝膠固體材料中沿著氣孔壁傳導,有無窮多的氣孔壁構成“無窮長疏鬆的路徑”效應,使固體熱傳導的能力下降到接近最低極限。
氣凝膠產品與其它傳統隔熱材料隔熱效能相比, 導熱率最低,隔熱效果優勢明顯,氣凝膠材料導熱係數隨溫度變化很小,傳統保溫材料隨著溫度升高,導熱係數變化很大,隔熱效果會變差。
氣凝膠當前產品形態及應用領域
當前很多人都知道氣凝膠,但更多的人不瞭解氣凝膠形態的產品及其應用領域,今天中科科優就為大家科普一下氣凝膠相關形態的產品及應用。氣凝膠的產品形態主要保溫氣凝膠氈、板、布、紙、顆粒、粉末和異形件等。氣凝膠氈、板、布、紙和異形件,都是氣凝膠與相應產品形態的纖維複合所得產品,基本的技術工藝是類似的,但是產品應用有較大的區別。
氣凝膠氈是當前產量最大、應用最廣的氣凝膠產品,廣泛應用於航天軍工、石油化工、冶金建材、軌道交通,高鐵動車,核電船舶、動力電池、管道罐體、冰箱冷庫等保溫隔熱應用領域。
氣凝膠布、紙和異形件主要用於一些特殊需要領域。如氣凝膠布主要是服裝鞋帽領域,氣凝膠紙(薄氈)主要是熱電池和一些空間極小或管徑極細或希望纏繞施工的領域,氣凝膠異形件基本上都是軍工應用。
3.氣凝膠板:其實氈與板一個主要區別僅僅是硬度的不同,氈有柔韌性可捲曲,板有一定的剛度,不易彎曲。板的主要應用是大型裝置保溫以及未來的建築節能內外牆的保溫。
4.氣凝膠超薄隔熱膜是經過特殊工藝,使氣凝膠薄膜化的一種導熱係數極低的柔性薄膜材料,解決消費品產品在狹小空間的均熱問題,對弱耐熱元件的隔熱保護,可控制改變熱量傳導的方向,提升產品的效能及使用壽命。應用範圍:適用於狹小空間類的電子裝置,如智慧手機、平板電腦、穿戴裝置、柔性電子裝置等產品的高效熱管理中。
5.氣凝膠顆粒:目前主要應用是利用氣凝膠透明性,填充在PC板或者中空玻璃總做採光隔熱板。
6.氣凝膠塗料:傳統保溫材料裡塗料是非常重要的一類產品,在很多領域發揮著不可替代的重要作用,氣凝膠塗料相比傳統的塗料具有更低的導熱係數,具有良好的保溫隔熱效果。
7.氣凝膠紡織品:採用具有奈米多孔網路結構的氣凝膠粉末與透氣性優良的無紡布進行復合而製得的具有極高保溫效能的奈米複合材料,其保溫效能超過了傳統的保溫材料,可用於日用保溫領域。該布料不含對人體有害物質,具有耐水洗,保溫隔熱效能極佳和可塑性強等特點。氣凝膠保溫棉採用氣凝膠微粒作為保溫填料,透過特殊紡絲工藝,將氣凝膠與聚酯纖維完美結合。氣凝膠保溫棉具有超強的保暖性、柔軟性、舒適性以及透氣性。是冬季保溫服裝的理想填充材料,保溫效果遠超傳統羽絨以及填充棉。
中科科優氣凝膠三維網路結構的奈米先進材料。具有低密度、低導熱性、高孔隙率、耐高溫、不燃等優越效能,在航空航天、建築、石油化工、軍工、熱能工程、交通運輸和家用電器等領域有非常廣闊的應用前景。中科科優氣凝膠提供零下273度到2300度耐高溫隔熱保溫保冷領域全面解決方案。
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4 # 小鮮風
氣凝膠是指透過溶膠凝膠法,用一定的乾燥方式使氣體取代凝膠中的液相而形成的一種奈米級多孔固態材料。如明膠、阿拉伯膠、矽膠、毛髮、指甲等。氣凝膠也具凝膠的性質,即具膨脹作用、觸變作用、離漿作用。
按不同產品型別,氣凝膠細分為:
氣凝膠氈
粉體
其他
按不同下游應用,可以細分為:
石油和天然氣
建築保溫
交通運輸
航空和國防材料
其他
希望以上資訊能夠幫助你進一步瞭解氣凝膠這一產品,我們是Global Info Research, 一家慧聚全球行業資訊的研究機構!
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氣凝膠是世界上已知密度最低的人造發泡物質。氣凝膠藉由臨界乾燥法將凝膠裡的液體成分抽出。這種方法會令液體緩慢地被脫出,但不至於使凝膠裡的固體結構因為伴隨的毛細作用被擠壓破碎。最早由美國科學工作者Kistler在1931年製得。氣凝膠的種類很多,有矽系,碳系,硫系,金屬氧化物系,金屬系等。氣凝膠擁有諸多優異特性,其中熱學方面特性最受人們重視,也是最具產業化價值的,被譽為超級隔熱材料,其隔熱保溫上的應用形式,主要為氣凝膠氈、氣凝膠板等。