硅氣凝膠纖細的納米網絡結構有效地限制了局域熱激發的傳播,其固態熱導率比相應的玻璃態材料低2—3個數量級。納米微孔洞抑制了氣體分子對熱傳導的貢獻。硅氣凝膠的折射率接近l,而且對紅外和可見光的湮滅系數之比達100以上,能有效地透過太陽光,并阻止環境溫度的紅外熱輻射,成為一種理想的透明隔熱材料,在太陽能利用和建筑物節能方面已經得到應用。通過摻雜的手段,可進一步降低硅氣凝膠的輻射熱傳導,常溫常壓下摻碳氣凝膠的熱導率可低達0.013w/m·K,是熱導率極低的固態材料,可望替代聚氨脂泡沫成為新型冰箱隔熱材料。摻入二氧化鈦可使硅氣凝膠成為新型高溫隔熱材料,800K時的熱導率為0.03w/m·K,作為軍品配套新材料將得到進一步發展。氣凝膠因其半透明的色彩和超輕重量,有時也被稱為“固態煙”或“凍住的煙”。銷售氣凝膠批量定制
在材料的量子尺寸效應研究方面。由于硅氣凝膠的納米網絡內形成量子點結構,化學氣相滲透法摻Si及溶液法摻C60的結果表明,摻雜劑是以納米晶粒的形式存在,并觀察到很強的可見光發射,為多孔硅的量子限制效應發光提供了有力證據。利用硅氣凝膠的結構以及C60的非線性光學效應,可進一步研制新型激光防護鏡。通過摻雜的方法還是形成納米復合相材料的有效手段。此外,硅氣凝膠是折射率可調的材料,使用不同密度的氣凝膠介質作為切倫柯夫閥值探測器,可確定高能粒子的質量和能量。因高速粒子很容易穿入多孔材料并逐步減速,實現“軟著陸”,如選用透明氣凝膠在空間捕獲高速粒子,可用肉眼或顯微鏡觀察被阻擋、捕獲的粒子。銷售氣凝膠批量定制在25℃室溫下,上海天陽氣凝膠氈的導熱系數約為0.018W/m·K。
科學家聲稱,氣凝膠的基本制備原理是除去凝膠中的溶劑,讓其保留完整的骨架。在以往制備氣凝膠的案例中,科學家主要采用溶膠—凝膠法和模板導向法。前者可以批量合成,但是可控性差;后者能產生有序的結構,但依賴于模板的精細結構和尺寸,難以大量制備。高超課題組另辟蹊徑,探索出無模板冷凍干燥法:將溶解了石墨烯和碳納米管的水溶液在低溫下凍干,便獲得了“碳海綿”,并且可以任意調節形狀,令生產過程更加便捷,也使這種超輕材料的大規模制造和應用成為可能。
氣凝膠貌似“弱不禁風”,其實非常堅固耐用。它可以承受相當于自身質量幾千倍的壓力,在溫度達到1200攝氏度時才會熔化。此外它的導熱性和折射率也很低,絕緣能力比好的玻璃纖維還要強39倍。由于具備這些特性,氣凝膠便成為航天探測中不可替代的材料,俄羅斯“和平”號空間站和美國“火星探路者”探測器都用它來進行熱絕緣。氣凝膠在航天中的應用遠不止這些,美國國家宇航局的“星塵”號飛船正帶著它在太空中執行一項十分重要的使命———收集彗星微粒。科學家認為,彗星微粒中包含著太陽系中原始、古老的物質,研究它可以幫助人類更清楚地了解太陽和行星的歷史。2006年,“星塵”號飛船將帶著人類獲得的彗星星塵樣品返回地球。氣凝膠涂料的適用范圍:山洞隧道、金屬結構、建筑領域、工業設備、玻璃、防霉等。
氣凝膠在航天探測上也有多種用途,在俄羅斯“和平”號空間站和美國“火星探路者”的探測器上都有用到這種材料。氣凝膠也在粒子物理實驗中,使用來作為切連科夫效應的探測器。位在高能加速器研究機構B介子工廠的Belle實驗探測器中一個稱為氣凝膠切連科夫計數器(AerogelCherenkovCounter,ACC)的粒子鑒別器,就是一個應用實例。這個探測器利用的氣凝膠的介于液體與氣體之低折射系數特性,還有其高透光度與固態的性質,優于傳統使用低溫液體或是高壓空氣的作法。同時,其輕量的性質也是優點之一。天陽氣凝膠絕熱板環保無毒。銷售氣凝膠批量定制
氣凝膠材料防火阻燃性能優良,燃燒時無明火無毒性鹽霧產生。銷售氣凝膠批量定制
氣凝膠的絕熱原理是什么呢?1.對流:當氣凝膠資猜中的氣孔直徑小于70nm時,氣孔內的空氣分子就失去了自在活動的才能,相對地附著在氣孔壁上,這時產品處于近似真空狀況;2.輻射:因為氣凝膠內的氣孔均為納米級氣孔再加產品自身極低的體積密度,使產品內部氣孔壁數目趨于“無量多“,關于每一個氣孔壁來說都有遮熱板的效果,因此發生近于”無量多遮熱板“的效應,從而使輻射傳熱下降到近乎低極限;3.熱傳導:因為近于無量多納米孔的存在,熱流在固體中就只能沿著氣孔壁傳遞,近于無量多的氣孔壁構成了近于“無量長途徑”效應,使得固體熱傳導的才能下降到挨近低極限。銷售氣凝膠批量定制