什么是气凝胶?
气凝胶是一种由凝胶衍生而来的超轻固体材料,其液体成分被气体取代,但结构保持不变。 它通常由二氧化硅(SiO₂)制成,但也存在碳、金属氧化物等其他类型的气凝胶。 气凝胶拥有高达99.8%的空气含量,密度极低,是目前已知最轻的固体之一。
核心特性
超低密度
密度可低至3 mg/cm³,比空气重不了多少。
优异隔热性
导热系数极低(约0.013 W/m·K),是理想的绝热材料。
高孔隙率
孔隙率高达90%–99.8%,具有巨大的比表面积。
透光性好
某些气凝胶近乎透明,可用于采光隔热一体化设计。
应用领域
航天探索:NASA 在“星尘号”任务中使用气凝胶捕获彗星尘埃。
建筑节能:作为高效保温材料用于墙体、屋顶,显著降低能耗。
环境保护:可吸附油污、重金属离子,用于水体净化。
新能源:在电池隔膜、超级电容器中展现潜力。
未来展望
随着制备成本的降低和机械强度的提升,气凝胶正从实验室走向大规模商业化。 科学家们正在开发柔性、可裁剪、更耐用的新一代气凝胶,有望在智能穿戴、 电动汽车、绿色建筑等领域掀起材料革命。