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聚焦 | 国产气凝胶异军突起,抢占绝热材料市场

2019年7月中旬,由哈佛大学、爱丁堡大学以及美国航天航空局喷气推进实验室的研究人员共同组成的科研小组公布了一个新设想——在火星上的部分地区搭建一个气凝胶保护罩,实现人类移民火星。据现有的资料可知,火星是一颗沙漠行星,可利用的水不多,大气以二氧化碳为主,表面平均气温在﹣55℃左右。气候如此恶劣,单凭一层薄薄的气凝胶就能改善,未免让人觉得耸人听闻,那么气凝胶究竟是何方神圣呢?

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气凝胶的特殊性能和应用

气凝胶,又叫干凝胶,也被称为蓝烟或冻结的烟,具有超轻质、极低热导率、高热稳定性、高吸附性、高吸能、隔音等特性,还具有膨胀作用、触变作用、离浆作用,这使其不仅具有良好的延展性,还拥有透气、防火、吸收油和水的优良性质。

气凝胶通常有四种分类方式: 从外观特点可以被划分为块状、粉状以及薄膜状气凝胶;从制备方法可被划分为气凝胶、干凝胶和冻凝胶;从不同的微结构可以被划分为微孔、介孔以及混合孔洞气凝胶。气凝胶也是目前世界上密度最小的固体,并已入选吉尼斯世界记录中最轻的一类物质。由于气凝胶中80%以上都是空气,因此在隔热方面有不俗表现。

因为隔热性能好,气凝胶一直被主要用于新型保温材料,比传统绝热材料具有更加优秀的隔热性能和耐腐蚀、长寿命等优点。由于成本较高,以往的主要市场目标为航空航天、核电、舰船、军工等高精尖领域,市场空间有限。但是近几年,随着气凝胶技术的成熟和升级,气凝胶的效用渗透到了我们寻常百姓的生活中。

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以防毒面具为例,将气凝胶和防毒炭结合,利用气凝胶的纳米介孔结构使得结合后的防毒炭吸附作用大大提高,同时气凝胶稳定的化学性质使得其在作为催化剂载体非常有优势,各种性质的催化剂都可以使用,可根据需求制作多种用途的防毒面具。

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