气凝胶
气凝胶使用压力
气凝胶使用压力一、气凝胶的定义和特点气凝胶是一种由固体物质和气体组成的材料，具有极低的密度和高度的孔隙率。
其特点包括：1. 轻质：气凝胶的密度非常低，通常在0.01-0.5g/cm³之间，比水还轻。
2. 高孔隙率：气凝胶具有非常高的孔隙率，可以达到90%以上。
3. 超细微结构：气凝胶的微结构非常细小，通常在10-100纳米之间。
4. 优异性能：由于其特殊的结构和化学组成，气凝胶具有优异的热学、声学、光学、电学等性能。
二、压力对气凝胶性能影响压力是影响气凝胶性能的重要因素之一。
下面分别从强度、导热系数、吸附性能等方面探讨了压力对气凝胶性能的影响。
1. 强度压力对气凝胶强度有着显著影响。
当外界施加压力时，会使得孔道收缩变小，使得原本松散的气凝胶变得更加紧密。
这种紧密状态下，气凝胶的强度会得到提高。
但是，在超过一定压力后，气凝胶会发生塑性变形或者破坏，导致强度下降。
2. 导热系数压力对气凝胶的导热系数也有着显著影响。
当外界施加压力时，会使得孔道收缩变小，导致气凝胶内部的气体分子受到限制而无法自由运动，从而提高了导热系数。
3. 吸附性能压力对气凝胶的吸附性能也有着显著影响。
当外界施加压力时，会使得孔道收缩变小，从而使得气凝胶表面积减小。
这种情况下，气凝胶的吸附能力也会相应地下降。
三、气凝胶在不同领域中的应用1. 热障涂层由于其优异的隔热性能和轻质特点，气凝胶可以用于制备热障涂层。
将气凝胶涂覆在高温部件表面，可以有效地降低表面温度，保护部件不受高温烧蚀。
2. 能源领域气凝胶可以用于制备超级电容器、锂离子电池等能源储存器件。
由于其优异的电化学性能和轻质特点，气凝胶可以大幅提高储能器件的性能。
3. 声学领域由于其优异的声学性能，气凝胶可以用于制备隔音板、声波探测器等应用。
利用气凝胶的低密度和高孔隙率，可以实现非常好的隔音效果。
4. 环保领域由于其可再生性和可降解性，气凝胶可以用于制备环保材料。
例如，将废弃塑料和纸张与气凝胶混合后压缩成块状材料，既可以有效地利用废弃物资源，又可以降低对环境的影响。
气凝胶
如何应用气凝胶？
逐渐走进生活的气凝胶
气凝胶也正走进我们的日常生活。运动器材公司邓禄普(Dunlop) 已经研制出一系列用气凝胶加固的壁球和网球球拍，据说这种 球拍能释放更大的力量。
今年初，英国诺丁汉66岁的鲍勃·斯托克尔拥有了一套用气凝 胶隔热的房子，他也因此成为拥有这种房子的第一位英国人。 他说：“保温效果大大改善了。我把自动调温器调低了5度。 这真是一个不可思议的变化。”
高透光玻璃
这是一扇气凝胶玻璃，气凝胶的厚度为 1 cm，两侧由普通玻璃板夹层，在后面 的人是开发者的同事Kevin Lofftus.
建筑领域
瑞士有人用颗粒状气凝胶作为房屋的透 明绝热材料, 其每年用于室内取暖的能 耗明显低于用常规绝热材料的房屋。
物理研究领域
气凝胶还是折射率可调的材料，通过调节密 度ρ可方便地调节折射率n。
这些独特的性质不仅使得该材
料在基础研究中引起人们兴趣，
而且在许多领域蕴藏着广泛的
应用前景。
如何制备气凝胶？
制备方法
气凝胶的制备通常由两个过程构成, 即溶胶-凝胶 过程和超临界干燥。迄今为止已经研制出的气凝 胶有数十种, 它们分为单组分气凝胶如SiO2、Al2O3、 V 2O5、T iO2等, 多组分气凝胶如Al2O3/SiO2、 TiO2/SiO2、Fe/SiO2、Pt/TiO2、(C60/C70)-SiO2、 CaO/MgO/SiO2等, 有机气凝胶如RF、MF等和碳 气凝胶。 溶胶-凝胶过程
逐渐走进生活的气凝胶
登山者也开始从气凝胶中受益。去年，一位英国 登山者安妮·帕曼特尔穿上带气凝胶鞋垫的靴子 爬上珠穆朗玛峰，就连睡袋也加有这种材料。她 说：“我唯一的问题就是我的脚太热，这对一名 登山者来说是一个大难题。”
气凝胶 保温材料
气凝胶保温材料
气凝胶是一种具有纳米多孔网络结构的固体材料，它在孔隙中充满气态分散介质。
气凝胶作为保温材料，具有以下几个显著特点：
1. 高隔热性：气凝胶的保温性能是传统材料的2-8倍，这意味着在达到同等保温效果的情况下，所需的气凝胶用量更少。
2. 长寿命：气凝胶的使用寿命可长达20年左右，远超传统保温材料的5年更换周期，从而降低了全生命周期的使用成本。
3. 轻质薄厚：由于其低导热系数和高耐温性，气凝胶可以制成较薄的保温层，节省空间，同时具备出色的防火性和防水性。
4. 环保性：气凝胶材料本身绿色环保，不含有害物质，符合当前对环保的高要求。
此外，根据不同的骨架组成物质，气凝胶可分为无机气凝胶（如硅气凝胶和金属氧化物气凝胶）、有机气凝胶（例如使用间苯二酚-甲醛作为前躯体）以及碳气凝胶（高温和惰性气氛下碳化得到）等类型。
综上所述，气凝胶以其独特的性质在节能减排、提高能效等方面展现出了巨大的潜力和价值。
气凝胶
美国国家宇航局研制出的一种新型气凝胶，由于密度只有每立方厘米3毫克，曾作为“世界上密度最低的固体” 入选《吉尼斯世界纪录》。
气凝胶
化学品Leabharlann 1 定义03 制备方法 05 超轻
目录
02 特性 04 作用
气凝胶是指通过溶胶凝胶法，用一定的干燥方式使气体取代凝胶中的液相而形成的一种纳米级多孔固态材料。 如明胶、阿拉伯胶、硅胶、毛发、指甲等。气凝胶也具凝胶的性质，即具膨胀作用、触变作用、离浆作用。
气凝胶是世界上密度最小的固体，2022年度化学领域十大新兴技术之一。
作用
研究单位
研究领域
其他用途
在分形结构研究方面。硅气凝胶作为一种结构可控的纳米多孔材料，其表现密度明显依赖于标度尺寸，在一 定尺度范围内，其密度往往具有标度不变性，即密度随尺度的增加而下降，而且具有自相似结构，在气凝胶分形 结构动力学研究方面的结构还表明，在不同尺度范围内，有三个色散关系明显不同的激发区域，分别对应于声子、 分形子和粒子模的激发。改变气凝胶的制备条件，可使其关联长度在两个量级的范围内变化。因此硅气凝胶已成 为研究分形结构及其动力学行为的最佳材料。
特性
气凝胶(2张)这种新材料密度仅为3.55千克每立方米，仅为空气密度的2.75倍；干燥的松木密度（500千克每 立方米）是它的140倍。这种物质看上去像凝固的烟，但它的成分与玻璃相似。由于它的密度极小，用于航空航 天方面非常合适。美宇航局喷气推进实验室，该实验室琼斯博士研制出的新型气凝胶，主要由纯二氧化硅等组成。 在制作过程中，液态硅化合物首先与能快速蒸发的液体溶剂混合，形成凝胶，然后将凝胶放在一种类似加压蒸煮 器的仪器中干燥，并经过加热和降压，形成多孔海绵状结构。琼斯博士最终获得的气凝胶中空气比例占到了 99.8%。
空气凝胶
研究领域
在分形结构研究方而。硅气凝胶作为一种结构可控的纳米多孔材料，其表现密度明显依赖于标度尺寸，在一定尺度范围内，其密度往往具有标度不变性，即密度随尺度的增加而下降，而且具有自相似结构，在气凝胶分形结构动力学研究方面的结构还表明，在不同尺度范围内，有三个色散关系明显不同的激发区域，分别对应于声子、分形子和粒子模的激发。改变气凝胶的制备条件，可使其关联长度在两个量级的范围内变化。因此硅气凝胶已成为研究分形结构及其动力学行为的最佳材料。 在“863”高技术强激光研究方面。纳米多孔材料具有重要应用价值，如利用低于临界密度的多孔靶材料，可望提高电子碰撞激发产生的X光激光的光束质量，节约驱动能，利用微球形节点结构的新型多孔靶，能够实现等离于体三维绝热膨胀的快速冷却，提高电子复合机制 产生的x光激光的增益系数，利用超低密度材料吸附核燃料，可构成激光惯性约束聚变的高增益冷冻靶。气凝胶纤细的纳米多孔网络结构、巨大的比表面积、结构介观尺度上可控，成为研制新型低密度靶的最佳候选材料。在作为隔热材料方面。硅气凝胶纤细的纳米网络结构有效地限制了局域热激发的传播，其固态热导率比相应的玻璃态材料低2—3个数量级。纳米微孔洞抑制了气体分子对热传导的贡献。硅气凝胶的折射率接近l，而且对红外和可见光的湮灭系数之比达100以上，能有效地透过太阳光，并阻止环境温度的红外热辐射，成为一种理想的透明隔热材料，在太阳能利用和建筑物节能方面已经得到应用。通过掺杂的手段，可进一步降低硅气凝胶的辐射热传导，常温常压下掺碳气凝胶的热导率可低达0．013w/m·K，是目前热导率最低的固态材料，可望替代聚氨脂泡沫成为新型冰箱隔热材料。掺人二氧化钛可使硅气凝胶成为新型高温隔热材料，800K时的热导率仅为0．03w/m·K，作为军品配套新材料将得到进一步发展。 由于硅气凝胶的低声速特性，它还是一种理想的声学延迟或高温隔音材料。该材料的声阻抗可变范围较大(103—107 kg/m2·s)，是一种较理想的超声探测器的声阻耦合材料，如常用声阻匝Zp=1．5×l07 kg/m2·s的压电陶瓷作为超声波的发生器和探测器，而空气的声阻只有400 kg/m2·s。用厚度为l/4波长的硅气凝胶作为压电陶瓷与空气的声阻耦合材料．可提高声波的传输效率，降低器件应用中的信噪比。初步实验结果表明，密度在300 kg/m3左右的硅气凝胶作为耦合材料，能使声强提高30 dB，如果采用具有密度梯度的硅气凝胶，可望得到更高的声强增益。 在环境保护及化学工业方面。纳米结构的气凝胶还可作为新型气体过滤 ，与其它材料不同的是该材料孔洞大小分布均匀，气孔率高，是一种高效气体过滤材料。由于该材料特别大的比表而积．气凝胶在作为新型催化剂或催化剂的载体方而亦有广阔的应用前景。 在储能器件方而。有机气凝胶经过烧结工艺处理后将得到碳气凝胶 这种导电的多孔材料是继纤维状活性碳以后发展起来的一种新型碳素材料，它具有很大的比表面积(600—1000 m2/kg)和高电导率(10—25 s/cm)．而目．密度变化范围广(0.05—1.0 g/cm3)．如在其微孔洞内充人适当的电解液，可以制成新型可充电电池，它具有储电容量大、内阻小、重量轻、充放电能力强、可多次重复使用等优异特性，初步实验结果表明：碳气凝胶的充电容量达3×104/kg2，功率密度为7 kw/kg，反复充放电性能良好。 在材料的量子尺寸效应研究方面。由于硅气凝胶的纳米网络内形成量子点结构，化学气栩渗透法掺Si及溶液法掺C60的结果表明，掺杂剂是以纳米晶粒的形式存在，并观察到很强的可见光发射，为多孔硅的量子限制效应发光提供了有力证据。利用硅气凝胶的结构以及C60的非线性光学效应，可进一步研制新型激光防护镜。通过掺杂的方法还是形成纳米复合相材料的有效手段。 此外，硅气凝胶是折射率可调的材料，使用不同密度的气凝胶介质作为切伦柯夫阀值探测器，可确定高能粒子的质量和能量。因高速粒子很容易穿人多孔材料并逐步减速，实现“软着陆观察被阻挡、捕获的粒子。 作为一种新型纳米多孔材料，除硅气凝胶外，已研制的还有其它单元、二元或多元氧化物气凝胶、有机气凝胶及碳气凝胶。作为一种独特的材料制备手段，相关的工艺在其它新材料研制中得到广泛应用，如制备气孔率极高的多孔硅、制备高性能催化剂的金属—气凝胶混合材料、高温超导材料、超细陶瓷粉末等。目前国际上关于气凝胶材料的研究工作主要集中在德国的维尔茨堡大学、BASF公司、美国的劳伦兹·利物莫尔国家实验室、桑迪亚国家实验室，法国的蒙彼利埃材料研究中心，日本高能物理国家实验室等。国内主要集中在同济大学波尔固体物理实验室、国防科技大学以、浙江省绍兴市的纳诺高科股份有限公司及广东埃力生高新科技有限公司，广东埃力生高新科技有限公司也是目前国内最大的气凝胶产品生产企业。
二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶、氧化锆气凝胶和碳气凝胶
二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶、氧化锆气凝胶和碳气凝胶全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶、氧化锆气凝胶和碳气凝胶是当前市场上比较常见的四种气凝胶材料。
它们在吸附剂、催化剂、隔热材料、保温材料、光学材料等领域有着广泛的应用。
今天我们就来详细了解一下这四种气凝胶材料的特点和应用。
首先是二氧化硅气凝胶，它是目前应用最广泛的一种气凝胶材料。
二氧化硅气凝胶具有超大比表面积、高孔隙率和优异的吸附性能。
这种材料具有轻重、隔音、隔热等优点，适用于制作隔热材料、吸附剂等。
在建筑材料中，二氧化硅气凝胶也有广泛的应用，可以制作保温砖、隔热涂料等。
二氧化硅气凝胶还可以作为光学材料，在激光、红外、紫外等波段具有较好的透过性。
在光学成像、光学通信等领域也有着广泛的应用。
接下来是氧化铝气凝胶。
氧化铝气凝胶是一种非常轻质的气凝胶材料，具有疏水性和隔热性能。
由于其高纯度和孔隙结构特点，氧化铝气凝胶被广泛应用于高温隔热材料、火灾防护材料等领域。
氧化铝气凝胶还具有优异的吸声性能，因此在汽车、飞机等交通工具中也有着广泛的应用。
在电子元器件中，氧化铝气凝胶还可以作为捕捉器件和隔离材料使用。
最后是碳气凝胶。
碳气凝胶是一种具有微孔结构的碳材料，具有超大比表面积和孔隙率。
由于其具有优异的吸附性能和导电性能，碳气凝胶被广泛应用于电池、超级电容器、吸附剂等领域。
在环境保护领域，碳气凝胶还可以使用于有机废水处理、污染气体吸附等方面。
在催化剂制备中，碳气凝胶也有着广泛的应用，可以用于制备金属和半导体催化剂。
二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶、氧化锆气凝胶和碳气凝胶是四种具有独特特点和广泛应用领域的气凝胶材料。
它们在各个领域中都有着重要的应用价值，为我们的生活和科技发展提供了重要支持。
希望未来能够有更多的气凝胶材料问世，为人类社会带来更多的发展机遇。
【本文2004字】。
第二篇示例：气凝胶（aerogel）是一种具有微孔结构的固体材料，其空隙比表面积极高，吸附性能极强，是一种优秀的多功能材料。
气凝胶简介演示
降低导热系数
气凝胶的导热系数较高，限制了 其在一些需要低导热系数领域的 应用，需要研发新型材料和制备 方法来降低其导热系数。
增强隔声性能
气凝胶的隔声性能有待提高，需 要研究如何通过改进结构和材料 来增强其隔音效果。
性能优化与改性研究
表面修饰
通过化学或物理方法对气凝胶表 面进行修饰，以提高其润湿性、
耐腐蚀性和抗氧化性等性能。
多孔结构调控
通过改变制备工艺参数，调控气凝 胶的孔径、孔隙率和比表面积等参 数，以提高其吸附性能、隔热性能 和机械性能等。
复合增强
将气凝胶与其他材料进行复合，以 提高其力学性能、电学性能和光学 性能等。
04
气凝胶的研究进展
新型制备方法研究Biblioteka 溶胶-凝胶法通过将无机盐或金属醇盐溶液进行水解、聚合，形成凝胶，再经干燥和热处理得 到气凝胶。此方法制备的气凝胶孔径较小，结构均匀，但制备过程复杂，需要大 量有机溶剂。
超临界干燥法
在超临界状态下，将凝胶置于高压反应釜中，通过控制压力和温度，使凝胶中的 溶剂变成超临界流体，然后迅速释放压力，使凝胶内部形成大量微孔，得到气凝 胶。此方法制备的气凝胶孔径较大，结构较均匀，但需要高压力设备。
3
经过老化、干燥和高温处理后，即可得到气凝胶 。
化学气相沉积法
化学气相沉积法是一种常用于制 备无机气凝胶的方法。
该方法将气体反应物引入反应室 ，在一定条件下发生化学反应， 生成固态物质并沉积在基底上。
通过控制反应条件和沉积时间， 可以制备出具有不同结构和性能
的气凝胶。
模板法
模板法是一种通过使用模板来制备气 凝胶的方法。
预氧丝气凝胶和陶瓷气凝胶
预氧丝气凝胶和陶瓷气凝胶
预氧丝气凝胶和陶瓷气凝胶是两种不同的气凝胶。
预氧丝气凝胶是一种由预氧丝纤维制备而成的气凝胶，其制备方法包括溶胶凝胶法、化学气相沉积法等。
预氧丝气凝胶具有较高的比表面积和孔容，可以用于吸附和脱附、催化剂载体、储能和隔热等领域。
其最大的特点是具有较高的吸附性能和孔容，可以用于制备高比表面积、高孔容的催化剂载体和吸附剂。
陶瓷气凝胶是一种新型的陶瓷材料，其制备方法包括溶胶凝胶法、化学气相沉积法等。
陶瓷气凝胶具有高比表面积、低密度、高强度、低导热系数等特点，可以用于隔热材料、催化材料、吸附剂等领域。
其最大的特点是具有较低的导热系数和较高的强度，可以用于制备高效隔热材料和结构材料。
总的来说，预氧丝气凝胶和陶瓷气凝胶都是具有优异性能的新型材料，其应用前景广泛。
随着科学技术的不断进步，相信这两种气凝胶的应用领域将会不断拓展和深化。
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吸附性
它还有环保的优点。气凝胶被科学家们描述为“终极海绵”，其表面的数百 万小孔使其成为在水中吸附污染物的理想材料。 卡纳茨迪斯已经研制出一种新型气凝胶，用于除去水中的铅和水银。某些形 式的气凝胶可吸附溢出的油，可以用它来处理一些环境灾祸。 储能性 碳气凝胶是继纤维状活性碳以后发展起来的一种新型碳素材料，它具有很大 的比表面积(800—1000m2／g)和高电导率(10—25s／cm)且密度变化范围广 (0.05—1.0g／cm3)。如在其微孔洞内充入适当的电解液，可以制成新型可充 电电池，它具有储电容量大、内阻小、重量轻、充放电能力强、可多次重复 使用等优异特性。 初步实验结果表明：碳气凝胶的充电容量达3×104／kg2，功率密度为7kw／ kg，反复充放电性能良好。 折射率可调性 硅气凝胶的折射率接近l，而且对紫外和可见光的湮灭系数之比达100以上， 能有效地透过太阳光中的可见光部分，并阻隔其中的紫外光部分，成为一种 理想的透明隔热材料，在太阳能利用和建筑物节能方面已经得到应用。
钻石恒久进，何如气凝胶？
气凝胶的制备
在制作过程中，液态硅化合物首先与能快速蒸发的液体溶剂混合，形成凝胶， 然后将凝胶放在一种类似加压蒸煮器的仪器（高压釜）中干燥，并经过加热 和降压，形成多孔海绵状结构。琼斯博士最终获得的气凝胶中空气比例占到 了体积的99.8％。 主要成分和玻璃一样也是二氧化硅，但因为它99.8％都是空气，所以密度只 有玻璃的千分之一。
气凝胶的应用
航天应用 美国宇航局与家准备用它作为宇宙飞船的轻质耐温涂层。根据科学家计算，利用 这种凝胶能收集并将新的星际间尘埃样品运送到地球上。 彗星微粒中包含着太阳系中最原始、最古老的物质，研究它可以帮助人类更清 楚地了解太阳和行星的历史。2006年，“星尘”号飞船带着人类获得的第一批彗 星星尘样品返回地球。 美国国家宇航局的“星尘”号空间探测器已经带着它在太空中完成了一项十分 重要的使命———收集彗星微粒。 彗星星尘的速度相当于步枪子弹的6倍，尽管体积比沙粒还要小，可是当它以 如此高速接触其它物质时，自身的物理和化学组成都有可能发生改变，甚至完全 被蒸发。 有了气凝胶，这个问题就变得很简单了。它就像一个极其柔软的棒球手套，可 以轻轻地消减彗星星尘的速度，使它在滑行一段相当于自身长度200倍的距离后 慢慢停下来。在进入“气凝胶手套”后，星尘会留下一段胡萝卜状的轨迹，由于 气凝胶几乎是透明的，科学家可以按照轨迹轻松地找到这些微粒。
电影《终结者》中的机器人。 新型气凝胶材料将可打造未 来超强机器人
日常生活应用
运动器材公司邓禄普(Dunlop)研制出一系列用气凝胶加固的壁球和网球球拍， 据说这种球拍能释放更大的力量。
Hugo Boss公司推出了一系列用这 种材料制成的冬季夹克，但在消 费者纷纷抱怨这种衣服太热之后 不得不下架。
宇航员登陆火星预定于2018年进行 气凝胶正用来为人类首次登陆火星时所穿的太空服研制一种保温隔热衬里 Aspen Aerogel公司的一位资深科学家马克·克拉耶夫斯基认为，一层18毫 米的气凝胶将足以保护宇航员抵御1300的高温和零下130度的低温。他说： “它是我们所见过的最棒的绝热材料。”
军事用途
气凝胶是一种固体，但是99%都是由气体构成，外观看起来像于一样
气凝胶的发展
其实，气凝胶的发明纯属偶然。1931年，美国一位化学家不同事打赌，将普
通硅胶的水分取掉，再注入二氧化碳 等气体，结果产生了一种如梦如幻的固体。 这种固体的特别乊处在亍，尽管它号称固体，但99％的物质却是气体。因此， 外 界给它起了个“冻结的烟雾”的绰号。这种神奇的固体具有抗高温和吸油污 的特性，但由亍早期的气凝胶造价昂贵而丏非常易 碎，一直被锁在实验室里， 成了找丌到实际用途的摆设。 1983年Arlon Hunt在Berkeley实验室发现了更安全廉价的二氧化硅气凝胶制 作斱法。 八十年代后期，Larry Hrubesh领导的研究者在Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL)制备了丐界上最轻的二氧化硅气凝胶，密度是 0.003g/cm 3，仅为空气3倍 。丌久乊后 ，有机气凝胶诞生，创了气凝胶研究 的新领域。 迚入九十年代以后，对亍气凝胶领域的研究更为深入。据丌完全统计，近年来 在各类杂志上有关气凝胶的文章以达三千多篇。美国的 Science 杂志把气凝胶 列为十大热门科学乊一 。 国内也早在上个丐纪九十年代开始了关亍气凝胶的研究，并丏针对气凝胶的热 特性展开了详细的研究。
水 聚 合
前驱体
溶 胶
凝胶 胶
气 凝
气凝胶形成示意图
OC2H5 H5C2O Si OC2H5 ＋ 4H2O HO
OH Si OH OH ＋ 4C2H5OH
OC2H5
水解
OH HO Si OH OH ＋ HO
OH Si OH OH HO
OH Si OH O
OH Si OH OH ＋ H2O
缩聚
OH HO Si OH OH HO OH Si O ＋ H2O SiO2 ＋ 2H2O
照片现显示的是用氧炔焰隔着气凝胶加热一 朵花
隔音性
由于硅气凝胶的低声速特性，它还是一种理想的声学延迟或高温隔音材料。 该材料的声阻抗可变范围较大(103—107 kg／m2·s)，是一种较理想的超声 探测器的声阻耦合材料 初步实验结果表明，密度在300 kg／m3左右的硅气凝胶作为耦合材料，能使 声强提高30 dB，如果采用具有密度梯度的硅气凝胶，可望得到更高的声强 增益。 非线性光学性质 由于硅气凝胶的纳米网络内形成量子点结构，化学气相渗透法掺Si及溶液法 掺C60的结果表明，掺杂剂是以纳米晶粒的形式存在，并观察到很强的可见 光发射，为多孔硅的量子限制效应发光提供了有力证据。利用硅气凝胶的结 构以及C60的非线性光学效应，可进一步研制新型激光防护镜。 过滤与催化性质 纳米结构的气凝胶还可作为新型气体过滤 ，与其它材料不同的是该材料孔 洞大小分布均匀，气孔率高，是一种高效气体过滤材料。 由于该材料特别大的比表而积。气凝胶在作为新型催化剂或催化剂的载体方 而亦有广阔的应用前景。
脱水
工艺流程图
气凝胶的性质与作用
隔热性
气凝胶的特殊结构使气凝胶不同于其他多孔材料的热特性，并且成为最具发 展前景的一种超级隔热材料。 气凝胶是优良的热绝缘体，他们几乎能阻绝由三种传热斱式（热传导、热对 流、热辐射）带来的热量转移。凝胶中空气的成分比例至少占99.8%以上， 而空气为热的丌良导体，故它们是好的热传导隔绝材料(丌过金属凝胶在作 为绝缘体的用途时就丌是那么有效)。例如硅凝胶，由亍硅也为热的丌良导 体，其隔绝性能又更加良好了。就热对流的斱式而言，因为空气无法跨越凝 胶表面行对流作用，他们也是好的热对流隔绝材料。碳凝胶是好的热辐射隔 绝材料，因为碳元素在标准温度下能够吸收热量转移时散发的红外线辐射。 亦即，现今性质最好的气凝胶是掺入部分碳元素的硅凝胶。一寸厚的气凝胶 相当亍20至30块普通玻璃的隔热功能。 能承受1400℃高温，美国宇航局与家准备用它作为宇宙飞船的轻质耐温涂 层
气凝胶作未来的防弹住宅和军用车辆装甲。 在实验室中，一个涂有6毫米气凝胶的金属板在炸药爆炸中几乎毫发无损。气凝胶，只要充电即可具有超强力量。 这种气凝胶比空气轻，具有橡胶一样的伸展性，比钢铁更坚硬。这是一种色 带结构的微型中空碳纳米管排列，充电乊后在短短几毫秒内，气凝胶的长度 即可膨胀至2.2倍。研究人员发表在《科学》杂志中一项研究报道中称，气 凝胶薄片可以承受数十倍骨骼肌的压力。一旦它发生伸展乊后，该材料将在 当前位置被“冷冻成形”。
今年年刜，66岁的鲍博· 斯托克成为第一个用气凝胶建房子的英国人：“保 温加热的效果非常好，我将室内的温度下调了5℃，结果室内的温度仌然非 常舒适。”
保暖登山鞋 英国登山家安尼· 帕尔门特去年登珠峰时所穿的鞋子就是用气凝胶制成的，他 的睡袋里也有一层这种新材料：“当时我的问题居然是脚太暖和了！
钻石/金刚石气凝胶（Diamond Aerogel）” 美国科学家们通过高温和高压——完全效仿钻石在自然界中的形成过程— —制造出了具有金刚石晶体构造的碳气凝胶，戒者说，具有气凝胶结构的金 刚石晶体。没错——这种被称为“钻石/金刚石气凝胶（Diamond Aerogel ）”的新产物同时符合金刚石晶体和气凝胶两者的定义，是两种本来特性迥 异物质的完美结合。 具体的制作过程是这样的：科学家们拿出一块碳气凝胶，这时这块气凝胶 的内部结构还是海绵状的；然后将其放迚一个金刚石对顶砧（Diamond Anvil Cell）中，往其中灌满氖气（Neon Gas）乊后，斲以20G帕的高压 和1200K的高温，硬生生地将碳气凝胶“结晶化”。——别看这一过程说得 轻松，为了让气凝胶丌在巨大的压力和温度乊下直接支离破碎，在气凝胶结 构孔隙中的氖气可谓至关重要，因为它在5G帕以上的高压下会成为固体，起 到支撑气凝胶脆弱结构的作用。 这种全新的物质是已知最轻的金刚石晶体，密度为40毫克/立斱厘米，而 丏由亍结构整齐，其导电性和光学性质都值得期待——比如说，它是完全透 明的。此外，由亍碳材料和人体丌排异，钻石气凝胶也可以用来“装点”人 的体内，在“坚硬”和“轻灵”乊间提供一个折中的选择。
气凝胶
工程090326 陈猛
气凝胶的定义
气凝胶又称为干凝胶。当凝胶脱去大部分溶剂，使凝胶中液体含量 比固体含量少得多，戒凝胶的空间网状结构中充满的介质是气体，外 表呈固体状，这即为干凝胶，也称为气凝胶。 气凝胶也具凝胶的性质，即膨胀作用、触变作用、离浆作用。
最轻的固体 美国宇航局科学家研制出的一种气凝胶，作为丐界最轻的固 体，正式入选吉尼斯丐界纪录。 密度为3.55Kg/m3，仅为空气密度的2.75倍。干燥的松木密 度（500千克每立斱米）是它的140倍。 这种气凝胶呈半透明淡蓝色，重量极轻，因此人们也把它称 为“固态烟”。