中凝的气凝胶材料,家用电器可以用吗?

8月30日,中国探月工程微信公众号传来好消息,“祝融号”火星车在火星表面运行100个火星日,累计行驶1000米,所有科学载荷开机探测,圆满完成既定巡视探测任务。你知道吗,在“祝融号”太阳能面板的表面,有一种比烟还轻的固体——气凝胶,它隔热性能好,为车上设备的正常运行付出了“汗马功劳”。什么是气凝胶?它厉害在哪?制造难不难?《科技周刊》记者采访到南京大学化学化工学院金钟教授为你揭秘。

  “此次中国的‘天问一号’火星探测器和‘祝融号’火星车,表面采用的都是气凝胶材料,是为了对抗火星‘冰火两重天’的温度考验。”金钟介绍说,气凝胶材料分为耐高温和耐低温两种,分别阻隔探测器着陆发动机产生的高达1200℃的高温热流,保护着陆平台的正常功能;还能确保火星车在-130℃的环境正常工作。而且气凝胶极轻的质量不会增加“天问一号”的载荷,以探测器上的气凝胶材料为例,如将其做成薄片状,那么只需要10克这种材料,就可以铺满一个标准足球场。

  作为世界上密度最轻的固体材料,气凝胶同时还具有透光、隔热、隔音、绝缘等优良性质,它还被叫做 “冻住的烟雾”。“ 尽管名字很特别,气凝胶其实是一种坚固、干燥的固体多孔材料,类似于一块超轻的海绵,在结构上非常有坚韧,常规的压按并不会留下痕迹或者使它破碎,具有令人印象深刻的承载能力,一片质量为2克的气凝胶即可支撑起一块

}

新型安徽氧化硅气凝胶保温材料是目前应用十分广泛的一种材料,也称为干凝胶,密度仅为空气密度的2.75倍,是世界上密度最小的固体。气凝胶依照其组成不同可以分为碳系,硅系,硫系,金属氧化物系,金属系等。可是现在开发和使用较多的应该是硅系纳米气凝胶——二氧化硅气凝胶。任何物质的凝胶只要可以经干燥后除去内部溶剂后,又可基本保持其形状不变,且产物高孔隙率、低密度,则皆可以称之为气凝胶。安徽氧化硅气凝胶是已知密度最低的人造发泡物质。他的诸多优异特性中热学方面最受人们重视,也是最具产业化价值的,被誉为超级隔热材料。

安徽纳米氧化硅气凝胶的性能就是由其结构决定的。因此如何制备结构显得尤为关键,主要过程有三步。溶液到溶胶过程:纳米尺度的胶体粒子通过缩聚和水解反应在均匀的前驱物溶液中形成,或是通过催化剂来催化加速。溶胶到凝胶的过程(凝胶):溶胶粒子之间手拉手连接,分层装配进一个具有连续网状结构的湿凝胶。凝胶到纳米气凝胶胶的过程(干燥):这个过程中湿凝胶中的溶剂被空气所替代,同时不会有严重的微结构破坏。因此安徽氧化硅气凝胶的生产主要有两个关键技术:溶胶-凝胶技术和干燥技术,前者主要是为了获得具有一定空间网络的结构,后者则是将醇凝胶网络骨架中的溶剂去除,得到气凝胶材料。前者主要有:无机气凝胶、有机气凝胶、碳气凝胶的溶胶-凝胶技术,后者主要有:超临界干燥、亚临界干燥、冷冻干燥和常压干燥技术。

安徽氧化硅气凝胶分特品毡、一般毡。品种的区别按原料的粗细,单位体积重量的大小即密度的紧松和色泽的区别来划分:技术要求区别是按有、无强力、伸长、毛细管作用来划分,使用单位可根据需要加以选择。验货时,可以此标准来检验。安徽氧化硅气凝胶颜色直接影响到价位,颜色统一属于上等防寒毡;厚度与斤数取决于防寒毡的价位;一般来说防寒毡有很多种类,例如家用防寒毡、工业防寒毡、保温防寒毡、养护防寒毡、包装防寒毡等。气凝胶保温毡是属于非编织而成的织品形式,毛兼具柔软与强韧的特性,纤维弹性佳,触感舒服,又具有良好的还原性。因为防寒毡制品折叠后,都能很快回复原状,不易变形。加上其纤维结构可紧密纠结,其强韧的特性不需要透过针织,缝制等加工,可完全一体成型。气凝胶保温毡用途很广泛,可以用于包装 例如家具包装、陶瓷包装等 运输途中防止磕碰作用。

安徽氧化硅气凝胶是一种结构可控的纳米多孔轻质材料,它具有纳米结构(孔洞1~100nm,骨架颗粒为l-20nm),表面积大(最高可达800-1000m2/g)、孔洞率高(可高达80%-99.8%)等特点。纳米Si0.气凝胶独特的结构特性使得氧化硅气凝胶在热学、电学、声学、光学等方面具有奇异的性能。安徽氧化硅气凝胶的导热系数可达到0.013W/(m.K)以下,远低于常温下空气的导热系数0.025W/(m.K),是所有固态材料中隔热性能最好的一种,且密度低、防水阻燃、绿色环保、防酸碱、耐腐蚀、不易老化、使用寿命长,足其他传统材料所无法比拟的,产品具有很高的附加值,因此被称为超级保温材料,这些奇异性能使之在很多领域具有极大的应用潜力,例如建筑节能、能源、环保、航空航天、输油管道、太阳能集热、炉窑保温等领域。

安徽氧化硅气凝胶经针刺、热定型、纵横切、打卷等工序制成。气凝胶毡使用范围广,使用同容重、不同厚度的气凝胶毡可以获得佳隔热结构和节能效益。安徽氧化硅气凝胶的纤维直径均匀,纤维长,渣球含量低,使其纤维交织程度,抗分层、性能、抗风蚀、柔韧性及抗拉强度等性能均有全面提高,从而提高了防寒毡的应用性能,减少了材料损耗。气凝胶毡不使用任何结合剂,确保产品在各种环境下均具有良好可行性与稳定性。

}

IT之家7月20日消息 随着地球环境的不断恶化,很早就有人提出要火星。在1971年发表一篇论文中,天文学家卡尔萨根(Carl Sagan)就曾提出过一种将火星改造成人类的“第二地球”的想法。他的建议是通过蒸发火星北极的冰盖从而使得火星大气的厚度增加到与地球大气层厚度相仿的程度,而后由温室效应提高火星地表温度从而使火星表面出现液态水。

想法是好的,不过后期有研究人员发现这一方法不足以让人类能够在火星上生存。因此,他们将重点缩小到区域范围。据最新研究报告显示,如果用以二氧化硅为材料的气凝胶对火星地表进行覆盖的话可形成温室效应,从而让火星的部分区域适合人类居住。气凝胶是世界上最轻的固体之一,拥有极为强大的隔热能力,有着固态烟雾之称。目前这一材料已被广泛应用于太空之中。如2003年发射的火星探险车勇气号和机遇号,其电子仪器表面就覆盖有气凝胶避免受到极端温度变化的影响。

有数据表明只需要2至3厘米厚的气凝胶便可以阻挡太阳的辐射,提高室内温度,并可以使光线转化为光合作用。因此未来这种材料制造可以被用来建造屋顶或大棚,使其内部温度达到生物生存及植物生长的适宜温度。有研究人员提出,这项材料未来将可在诸如南极或智利等恶劣条件下测试。不过这项提案还是存在道德范畴上的问题,有科学家表示如果要在火星表面提供生存所需的环境,就要确定那里是否早已存在生命,如果有,那么未来人类移居火星将面临更多变数。

}

我要回帖

更多关于 气凝胶隔热材料前景如何 的文章

更多推荐

版权声明:文章内容来源于网络,版权归原作者所有,如有侵权请点击这里与我们联系,我们将及时删除。

点击添加站长微信