一、氣凝膠是什么

氣凝膠是指通過溶膠凝膠法，用一定的干燥方式使氣體取代凝膠中的液相而形成的一種納米級多孔固態(tài)材料。如明膠、阿拉伯膠、硅膠、毛發(fā)、指甲等。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。

氣凝膠是一種固體物質(zhì)形態(tài)，世界上密度最小的固體。密度為3千克每立方米。氣凝膠的種類很多，有硅系，碳系，硫系，金屬氧化物系，金屬系等等，一般常見的氣凝膠為硅氣凝膠。aerogel是個組合詞，此處aero是形容詞，表示“空氣中的”，gel顯然是凝膠。字面意思是空氣的凝膠。任何物質(zhì)的gel只要可以經(jīng)干燥后除去內(nèi)部溶劑后，又可基本保持其形狀不變，且產(chǎn)物高孔隙率、低密度，則皆可以稱之為氣凝膠。

因為密度極低，最輕的氣凝膠僅有0.16毫克每立方厘米，比空氣密度略低，所以也被叫做“凍結(jié)的煙”或“藍煙”。由于里面的顆粒非常?。{米量級），所以可見光經(jīng)過它時散射較小（瑞利散射），就像陽光經(jīng)過空氣一樣。因此，它也和天空一樣看著發(fā)藍（如果里面沒有摻雜其它東西），如果對著光看有點發(fā)紅（天空是藍色的，而傍晚的天空是紅色的）。由于氣凝膠中一般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(dāng)20至30塊普通玻璃的隔熱功能。

二、氣凝膠有什么特點

1、孔隙率很高，可高達99.8%。

2、納米級別孔洞（20～100nm）和三維納米骨架顆粒（2～5nm）。

3、高比表面積，可高達1000m2/g。

4、低密度，可低至0.003g/cm3。

5、氣凝膠獨特的結(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·K）。

6、強度低，脆性大，由于其比表面積和孔隙率很大，密度很低，導(dǎo)致其強度很低。

三、氣凝膠有什么作用

1、航空航天領(lǐng)域應(yīng)用

與傳統(tǒng)絕熱材料相比，氣凝膠超級絕熱材料可以用更輕的質(zhì)量、更小的體積達到等效的隔熱效果，這一特點使其在航空航天應(yīng)用領(lǐng)域具有舉足輕重的優(yōu)勢。航空發(fā)動機的隔熱材料使用氣凝膠既能起到極好的隔熱作用，又減輕了發(fā)動機重量。

2、工業(yè)保溫領(lǐng)域應(yīng)用

工業(yè)節(jié)能中，納米孔超級絕熱材料也起著非常重要的作用，其中有些特殊的部位和環(huán)境，由于受重量、體積和空間的限制，氣凝膠超級絕熱材料就可以發(fā)揮更大的作用。而且氣凝膠的耐高溫防火特性，在化工領(lǐng)域設(shè)備的保溫上應(yīng)用更加適合。

3、建筑領(lǐng)域應(yīng)用

氣凝膠及其復(fù)合材料在不同建筑領(lǐng)域有不同的應(yīng)用，可以起到卓有成效的節(jié)能效果。材料包括氣凝膠氈/板、氣凝膠保溫砂漿、氣凝膠陽光板，氣凝膠隔熱涂料等。具體的氣凝膠內(nèi)容可瀏覽氣凝聚品牌大全。

4、交通領(lǐng)域應(yīng)用

因氣凝膠具備良好的隔熱保溫和隔聲性能，在交通領(lǐng)域主要應(yīng)用在汽車防火隔熱保溫降噪層、大容量電池組防火防水保溫盒，危險化學(xué)品運輸車、液化天然氣運輸船等特種運輸工具的保溫防火層，高鐵和地鐵車體保溫隔熱降噪防火層等。

5、環(huán)境領(lǐng)域應(yīng)用

氣凝膠因其極大的比表面積及其特殊的納米多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使其具有很好的吸附性能，是活性炭吸附能力的6倍，可廣泛應(yīng)用于廢水處理、水體凈化和油污吸附以及VOCs氣體吸附，是一種新型綠色環(huán)保吸附材料。

6、日常方面應(yīng)用

氣凝膠在日常生活中也大有用武之地。氣凝膠優(yōu)異的隔熱性能，可作為鞋墊、運動鞋、服裝的填充層，在較低溫度下進行保溫?，F(xiàn)在高端化妝品行業(yè)、體育用品行業(yè)也將氣凝膠應(yīng)用于產(chǎn)品中。隨著人們對氣凝膠的認識和研究的普及，相信它的應(yīng)用領(lǐng)域會越來越大。

四、氣凝膠的種類有哪些

氣凝膠可分為無機氣凝膠、有機氣凝膠、混合氣凝膠和復(fù)合氣凝膠。常見的氣凝膠主要是硅氣凝膠、碳氣凝膠和二氧化硅氣凝膠，新進發(fā)展的氣凝膠主要是氧化石墨烯氣凝膠、富勒烯氣凝膠和纖維/二氧化硅氣凝膠。目前市場上常見的以及研究較多的可分為氧化物氣凝膠材料、炭氣凝膠材料（耐高溫性可達3000℃）和碳化物氣凝膠材料。

1、氧化物氣凝膠材料

氧化物氣凝膠材料在高溫區(qū)（＞1000℃）容易發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變及顆粒的燒結(jié)，其耐溫性相對較差，但是其在中高溫區(qū)（＜1000℃）具備較低的熱導(dǎo)率。氧化物氣凝膠材料主要有SiO2、Al2O3、TiO2、ZrO2、CuO等。

2、炭氣凝膠與碳化物凝膠材料

炭氣凝膠最大的特點就是其在惰性及真空氛圍下高達2000℃的耐溫性，石墨化后耐溫性能甚至能達到3000℃，而且炭氣凝膠中的炭納米顆粒本身就具備對紅外輻射極好的吸收性能，從而產(chǎn)生類似于紅外遮光劑的效果，因此其高溫?zé)釋?dǎo)率較低。但是在有氧條件下，炭氣凝膠在350℃以上便發(fā)生氧化，這使得其在高溫隔熱領(lǐng)域的應(yīng)用受到了極大地限制。隨著SiC、MoSi2、HfSi2、TaSi2等高抗氧化性涂層的發(fā)展，在炭氣凝膠材料表面涂覆致密的抗氧化性涂層，阻止氧氣的進一步擴散，將使該材料具備極大的應(yīng)用前景。