气凝胶的应用 当前气凝胶的产品形态主要有毡、板、布、纸、颗粒、粉末和异形件等,其中,大部分的产品是具有保温功能的气凝胶产品。凭借一系列优越性能,气凝胶在科研领域的研究范围不断扩大,与此相对应的,实际应用成功案例也逐步增多,在军用和民用领域都有非常良好的表现,并且在多行业领域中表现不俗。
·航空航天及军工领域
气凝胶作为一种绝佳的轻质隔热保温材料,在航空航天领域大受青睐。
据悉,在我国“长征五号”运载火箭上,就搭载了由我国自主研制的高性能纳米气凝胶隔热毡,为其燃气管路系统提供隔热保温功能;美国在“火星漫步者”探测车的电路中使用了气凝胶材料进行保护,以及“星辰号”飞船用来收集彗星尘也使用了气凝胶做的采集“手套”。
此外气凝胶的吸能特性也使其在战场和其他复杂环境下的表现与目前应用的特种材料相比拥有更多优势。
防弹型气凝胶在军车上的应用让我们看到气凝胶在战争中的另一应用前景,据悉,只要在金属片上加约6毫米的气凝胶,就能够承受炸药带来的破坏力;在水下探测领域,气凝胶的低声速特性和高孔隙超轻质特点也使之成为比较理想的超声探测器的声阻耦合材料和最佳水声反声材料。
·电池
拥有极佳保温效果的气凝胶,也是导热系数最低的固体材料,同时凭借其极强的阻燃性,在电池领域我们也能见到气凝胶的身影。
锂离子动力电池组热失控事故时有发生,提高热失控电芯向电池其他系统传热的热阻来阻碍热失控蔓延是一种有效方法。气凝胶毡具有防火、隔热、阻燃的特性,而且质感柔软、易于加工,是非常理想的预防材料;另外在热电池应用领域,气凝胶作为热电池保温筒的隔热材料能够解决多领域对热电池的高性能、长寿命的要求。
·纺织
气凝胶应用于纺织领域已经屡见不鲜,也是作为普通人的我们最容易接触到的。
随着户外运动的兴起,气凝胶材料在运动服上的优势尽显,例如在户外运动中登山防寒服饰的应用,以极轻巧的穿着感打破以往防护服臃肿沉重的历史,为运动爱好者们打开新世界的大门;2018年10月9日,Supield素湃科技气凝胶衣众筹甫一上线就迅速积累资金逾600万,群众对于气凝胶涉猎日常可穿着的保暖服饰期待值也非常高,这种服饰使用了纺织专用的气凝胶复合保暖材料,对服装材料界也赢得了更多关注;此外在消防员外套制服的制作上,气凝胶制成的保护性隔热材料取得了非常好的效果,对高温的隔绝也降低了消防员受伤危险。
·建筑
气凝胶具有良好的防火、保温、隔热、隔声等功能,为建筑领域掀起一场新的革命。
气凝胶可以作为墙体保温系统中现有保温材料的合理替代,能够应用于保温砂浆、保温装饰一体化板、墙体夹心保温等方面;气凝胶玻璃具有防火和吸能特性,不仅可以改善玻璃遇火爆炸、抗风压差等问题,还可以平衡室内温度。 |