碳海绵气凝胶

同的化合物通过气凝胶的制备过程形成了各种各样的气凝胶，丰富了气凝胶的品种、完善了气凝胶性能、让气凝胶能在更多应用中。目前极常见也是发展极为成熟的气凝胶是二氧化硅气凝胶，二氧化硅气凝胶属于氧化物气凝胶，除此之外，还有碳化物气凝胶、氮化物气凝胶、有机气凝胶、碳气凝胶、生物质气凝胶、复合气凝胶及其他气凝胶。各个分类中中已经合成了多种化合物气凝胶，结构性质各异。气凝胶的形态多样，包括毡、板、颗粒和涂料等。多样化的产品形式使得气凝胶的应用更加灵活，下游市场需求空间巨大。气凝胶性质优异，应用已经遍布于石化、航天、电池、环保、建筑、交通等各个领域。气凝胶对这些领域中的原始材料有明显优势，因此替代空间巨大。气凝胶可以承受相当于自身质量几千倍的压力，在温度达到1200摄氏度时才会熔化。碳海绵气凝胶

SiO2气凝胶是目前隔热领域研究极多也是较为成熟的一种耐高温气凝胶，其孔隙率高达80%~99.8%，孔洞的典型尺寸为1~100nm，比表面积为 200~1000m2/g，而密度可低达3kg/m3，室温热导率可低达12mW/（m·K）。SiO2气凝胶材料通常是将与 红外遮光剂以及增强体进行复合，以提高SiO2气凝胶的隔热和力学性能，使其既具有实用价值的纳米孔超级绝热材料，同时还兼有良好的隔热和力学性能，主要应用于航空航天、电子、建筑、家电和工业管道等领域的保温隔热。常用的红外遮光剂有碳化硅、TiO2（金红石型和锐钛型）、炭黑、六钛酸钾等；常用的增强材料有陶瓷纤维、无碱超细玻璃纤维、多晶莫来石纤维、硅酸铝纤维、氧化锆纤维等。碳海绵气凝胶气凝胶的种类很多，有硅系，碳系，硫系，金属氧化物系，金属系等等。

与传统绝热产品比较,纳米孔气凝胶绝热产品可以用更轻的质量、更小的体积到达等效的隔热效果。它具有很好的热稳定性、耐热冲击性以及隔热保暖性，可以代替传统的矿藏棉，使房子既隔热又保暖。假如将其用于高层建筑，则可代替一般幕墙玻璃，很大减轻建筑物自重，并能起到防火效果。此外，在管道、炉窑及其它热工设备顶用气凝胶隔热复合产品代替传统的保温产品,可很大削减热能丢失。将纳米孔超级绝热产品气凝胶运用于太阳能热水器的储水箱、管道和集热器，集热效率可进步1倍以上，而热丢失下降到现有水平的30%以下。并且，运用前后可以坚持不粉化、不脆化、不老化；不支持霉菌成长，归纳功能长期坚持不变；运用年限长，可与建筑物保持相同的寿命年限。

气凝胶其他用途：1、制作火星探险宇航服：2002年，美国宇航局成立了一家公司，专门生产更结实更有韧性的气凝胶。美国宇航局2013年已经确定，在2018年火星探险时，宇航员们将穿上用新型气凝胶制造的宇航服。该公司的科学家马克·克拉杰沃斯基说，只要在宇航服中加入一个18毫米厚的气凝胶层，那么它就能帮助宇航员扛住1300℃的高温和零下130℃的低温。“这是我见过的极有效的恒温材料。”马克如是说。2、防弹不怕被炸：防弹是新型气凝胶的第二个重要用途。美国宇航局的这家公司正在对用气凝胶建造的住所和军车进行测试。根据试验室的试验情况来看，如果在金属片上加一层厚约6毫米的气凝胶，那么，就算直接炸中，对金属片也分毫无伤。天阳气凝胶保温毡的用料厚度是传统材料的20%~50%。

溶胶-凝胶法：通过硅源物质的水解和缩聚获得具有三维网络结构的SiO2凝胶，反应生成以≡Si-O-Si≡为主体的聚合物，再经过老化阶段后，形成网络结构的凝胶。在凝胶形成的过程中，部分水解的有机硅发生缩聚反应，缩聚的硅氧链上未水解的基团可继续水解。通过调节反应溶液的酸碱度，控制水解-缩聚过程中水解反应和缩聚反应的相对速率，可得到凝胶结构。在酸性条件下（pH=2.0-5.0），水解速率较快，有利于成核反应形成较多的核；在碱性条件下，有利于核的长大及交联，易形成致密的胶体颗粒。强碱性或高温条件下SiO2的溶解度增大，使终凝胶结构形成胶粒聚集体。天阳气凝胶绝热板持久耐热。江西碳海绵气凝胶

轻的气凝胶只有0.16毫克每立方厘米。碳海绵气凝胶

在日常生活中，凡是需要保温的地方，气凝胶都具有应用的可能性。气凝胶滑雪服：超薄的保温厚度和良好的柔韧性，A级防火性能和荷叶般的疏水性能，使气凝胶防寒服相比传统羽绒服更薄一些，而且保温性能极好。克罗值是评定衣服保暖效果的重要指标。研究者们总结出了一个服装热阻计算公式：Iclo=6.45×[（tS-tA）/Φ]-0.8在这一公式中，tS为人体温度，通常取33.3℃；tA为环境温度；Φ为单位面积的单层服装在单位时间内传递的热量，一般取M的75%，M为人的基础代谢热量58W/m；Iclo为人体身上穿的所有衣服克罗值（clo）的总和，检测表明，0.2cm厚的气凝胶复合棉纤毡的克罗值为1.73。理论上，人体单穿一件内衬0.6cm厚气凝胶复合棉纤毡的衣服，即可在-8℃的环境温度下保证温暖。碳海绵气凝胶