氣凝膠作為一種具有超低密度的多孔固體材料,自其首次提出以來,便因其獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)而備受關(guān)注。其低密度特性,結(jié)合高孔隙率、低熱導(dǎo)率等優(yōu)點(diǎn),使得氣凝膠在多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。
氣凝膠的低密度特性
氣凝膠的密度極低,通常在0.001至0.5克/立方厘米之間,是目前世界上最輕的固體材料之一。這種低密度特性主要得益于其高度發(fā)達(dá)的三維孔隙結(jié)構(gòu),其中包含了大量的空氣。
氣凝膠,作為當(dāng)代材料科學(xué)的奇跡之一,以其令人驚嘆的低密度而引人矚目。其密度范圍通常在0.001至0.5克/立方厘米之間,這使得氣凝膠成為目前已知最輕的固體材料之一。正是由于這種獨(dú)特的物理特性,使得氣凝膠在多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出無限的潛力。
氣凝膠的輕盈之美,源于它那高度發(fā)達(dá)的三維孔隙結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)不僅賦予了氣凝膠低密度的特性,更蘊(yùn)含了大量的空氣,使其在強(qiáng)度和韌性方面也表現(xiàn)出色??紫吨g的空氣,恰如其分地減少了整體的質(zhì)量,卻不損失其物理性能,這正是氣凝膠在現(xiàn)代應(yīng)用中備受青睞的原因之一。
氣凝膠低密度特性的應(yīng)用
隔熱保溫材料
氣凝膠的極低密度和低熱導(dǎo)率使其成為一種優(yōu)秀的隔熱保溫材料。在建筑、航空航天、石油化工等領(lǐng)域,氣凝膠被廣泛應(yīng)用于管道保溫、建筑外墻保溫、航天器熱防護(hù)等方面。其隔熱效果遠(yuǎn)超傳統(tǒng)材料,能有效降低能耗。
吸附材料
氣凝膠的高孔隙率和低密度使得其表面積巨大,從而具有很強(qiáng)的吸附能力。在環(huán)境治理領(lǐng)域,氣凝膠可用于吸附空氣中的有害氣體、水中的污染物等。此外,氣凝膠還可作為催化劑載體,提高催化反應(yīng)的效率。
能源領(lǐng)域
在能源領(lǐng)域,氣凝膠的低密度和高孔隙率特性使其在儲(chǔ)能方面表現(xiàn)出色。例如,氣凝膠可用于制備超級(jí)電容器、鋰離子電池等儲(chǔ)能器件,提高能量密度和循環(huán)穩(wěn)定性。此外,氣凝膠還可作為太陽(yáng)能電池板的材料,提高光電轉(zhuǎn)換效率。
空間探測(cè)
在空間探測(cè)領(lǐng)域,氣凝膠的低密度和輕質(zhì)特性使其成為理想的材料。例如,在火星探測(cè)任務(wù)中,氣凝膠被用作探測(cè)器的隔熱層,保護(hù)探測(cè)器免受極端溫度的影響。同時(shí),氣凝膠還可用于捕獲宇宙中的微小粒子,為科學(xué)研究提供重要數(shù)據(jù)。
生物醫(yī)學(xué)
氣凝膠在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。其低密度和高孔隙率特性使得氣凝膠可用于制備組織工程支架、藥物載體等。此外,氣凝膠還可用于制備醫(yī)用敷料,促進(jìn)傷口愈合。
弘大氣凝膠低密度特性的研發(fā)與應(yīng)用
弘大科技自主設(shè)計(jì)研發(fā),突破關(guān)鍵核心技術(shù),通過梯度減壓技術(shù),實(shí)現(xiàn)全過程本地化的原創(chuàng)成果。這一成果打破了國(guó)外專利技術(shù)的封鎖和技術(shù)瓶頸。批量生產(chǎn)的氣凝膠技術(shù)指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過美國(guó),處于世界前沿地位,設(shè)備成本僅為世界上廣泛采用的超臨界干燥法的20%。
弘大科技已經(jīng)利用這一成果生產(chǎn)出硅系、碳系、硫系、金屬氧化物系、金屬系等多種類型的氣凝膠?,F(xiàn)在弘大科技已經(jīng)推出氣凝膠保溫纖維泥、氣凝膠隔熱片、氣凝膠絕熱氈等系列產(chǎn)品。
弘大氣凝膠保溫纖維泥
弘大氣凝膠保溫纖維泥以陶瓷纖維為主體材料,通過獨(dú)特的氣凝膠水泥基材料復(fù)合技術(shù),實(shí)現(xiàn)了氣凝膠改性超強(qiáng)韌性水泥基復(fù)合材料的保溫防火結(jié)構(gòu)性能一體化。弘大科技充分利用氣凝膠作為輕骨料,分散在砂漿中且保持了很好的穩(wěn)定性,在水泥中可以長(zhǎng)期存儲(chǔ),表面的疏水基團(tuán),完美的保護(hù)了氣凝膠多孔結(jié)構(gòu)不受水分和堿性環(huán)的侵蝕,保證了氣凝膠可以在水泥基中發(fā)揮良好的隔熱作用。
弘大氣凝膠隔熱片
弘大氣凝膠隔熱片可以有效降低新能源動(dòng)力電池因單個(gè)電芯失控起火對(duì)整個(gè)電池模組的影響,延緩電池模組內(nèi)部升溫,延長(zhǎng)電池模組整體熱失控的時(shí)間,降低電池模組起火爆炸的風(fēng)險(xiǎn),增加新能源汽車內(nèi)乘客的逃生時(shí)間及機(jī)會(huì)。
弘大氣凝膠絕熱氈
弘大氣凝膠絕熱氈通過高科技工藝復(fù)合而成。柔韌、環(huán)保、可抑制輻射、可靈活施工的氣凝膠絕熱氈,其導(dǎo)熱系數(shù)極低,可應(yīng)用于-200°C~600°C溫度范圍的保溫隔熱,是工業(yè)管道、