浅论气凝胶绝热材料的研究进展
气凝胶研究报告
气凝胶研究报告近年来，气凝胶作为一种新型材料备受研究者的关注。
气凝胶，简单来说，是一种具有极大孔隙结构的固态材料。
由于其独特的性质和广泛的应用前景，气凝胶研究成为了材料科学领域的热门话题。
本报告旨在介绍气凝胶的基本概念、制备技术以及应用领域，并对其未来的发展进行展望。
1. 气凝胶的基本概念气凝胶是一种固态材料，其主要特点是具有极高的比表面积和孔隙率。
这种材料的孔隙可以是连续的，也可以是非连续的。
由于其高度孔隙化的结构，气凝胶具有良好的吸附性能和绝缘性能。
此外，气凝胶的密度相对较低，其制备的材料既轻盈又具有较大的强度。
2. 气凝胶的制备技术目前，有多种方法可以用来制备气凝胶，其中最常见的方法是溶胶凝胶法。
这种方法包括溶胶制备、凝胶形成和胶体固化三个步骤。
在溶胶制备阶段，通过混合溶剂和溶质，生成一个均匀的胶体溶液。
接下来，在凝胶形成阶段，通过化学反应、物理凝聚或热处理使溶胶溶液变为凝胶。
最后，在胶体固化阶段，通过干燥或冻结法使凝胶中的水分蒸发或转化成固态，从而得到气凝胶。
3. 气凝胶的应用领域由于其独特的结构和性能，气凝胶在许多领域都有广泛的应用。
首先，气凝胶在隔热和保温方面具有出色的性能。
由于其孔隙结构可以有效阻挡热传导，气凝胶被广泛应用于建筑材料、冷库制冷设备等领域。
其次，气凝胶还具有良好的吸附性能，因此在环境保护和污染治理方面有着广泛的应用。
例如，气凝胶可以用作油水分离材料、催化剂载体等。
此外，气凝胶还可以应用于生物医药领域，用作药物传递系统、组织工程支架等。
4. 气凝胶的未来发展尽管气凝胶已经取得了很多重要的研究成果和应用突破，但是它仍然面临一些挑战。
首先，气凝胶的制备成本较高，限制了其大规模应用。
因此，未来的研究应致力于提高气凝胶的制备效率和降低成本。
其次，气凝胶的稳定性和耐久性也需要进一步提升，以适应不同应用场景的需求。
最后，气凝胶的制备技术还需要不断优化和改进，以实现对气凝胶性质的精确控制。
国内外气凝胶发展现状
国内外气凝胶发展现状气凝胶是一种具有多孔结构和极低密度的功能性材料，因其独特的物理和化学性质在各个领域都有着广泛应用。
近年来，随着人们对新型材料需求的增加，气凝胶在国内外的研究与发展也日益受到重视。
一、气凝胶的定义和特点气凝胶是一种由高度交联的凝胶组成的多孔材料，其孔隙结构可调控，并且具有极低密度和良好的绝热性能。
这些特点使得气凝胶成为一种独特的新型材料，被广泛应用于隔热隔音、吸附分离、催化剂载体等领域。
二、国内气凝胶研究现状在我国，气凝胶的研究起步较晚，但近年来取得了显著进展。
许多高校和科研机构开展了气凝胶的制备和应用研究，为我国气凝胶产业的发展奠定了基础。
目前，国内研究重点主要集中在气凝胶的制备方法、性能调控以及应用领域拓展等方面。
1. 气凝胶制备方法目前，国内气凝胶的制备方法主要包括溶胶-凝胶法、超临界干燥法、溶胶凝胶法等。
这些方法的不断改进和优化，使得气凝胶的制备更加简便高效，并且可以调控气凝胶的孔隙结构和物理性能，满足不同领域的需求。
2. 气凝胶性能调控近年来，国内研究人员通过改变气凝胶的成分、控制热处理条件等手段，成功调控了气凝胶的力学性能、绝热性能、吸附性能等重要性能。
这些研究成果为气凝胶在航空航天、建筑节能等领域的应用提供了有力支撑。
3. 气凝胶应用领域拓展除了传统的隔热隔音领域，国内研究人员还开展了气凝胶在光学、催化剂载体等领域的应用研究。
例如，石墨烯气凝胶的制备与性能研究、金属氧化物气凝胶的催化性能等方面均取得了显著成果。
三、国外气凝胶研究现状相较于国内，国外气凝胶的研究历史更为悠久，研究水平也更加成熟。
欧美国家在气凝胶的制备方法、性能表征、应用拓展等方面取得了一系列重要进展，并且在多个领域有着广泛的应用。
1. 气凝胶的制备方法国外研究人员将超临界干燥、溶胶-凝胶等方法应用于气凝胶的制备中，并通过“模板法”、“超分子自组装”等手段实现了气凝胶的结构调控。
这些研究方法为气凝胶的精密制备和应用提供了重要技术支持。
气凝胶材料的研究进展
气凝胶材料的研究进展作者：李雨珊王红红齐鹏鹏于士洋肖旭来源：《卷宗》2016年第05期摘要：气凝胶，英文aerogel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，或凝胶的空间网状结构中充满的介质是气体，外表呈固体状，这即为气凝胶，气凝胶具凝胶的性质，即具膨胀作用、触变作用、离浆作用。
另外还具有凝胶不具备的性质，如高孔隙率、高比表面积、低密度、低折射率、低弹性模量、低声阻抗、低热导率、强吸附性能、典型的分形结构等，本文着重介绍气凝胶材料以及纤维素基气凝胶材料的性质，结构，制备方法及应用.关键词：气凝胶；制备；材料应用0引言1931年Kistler：用硅酸钠为硅源，盐酸为催化剂，制备了水凝胶，然后通过溶剂置换和乙醇超临界干燥，首次制备了SiO2气凝胶。
在此后的几年时间里，Kistler详尽地表征了SiO2气凝胶的特性，并制备了许多有研究价值的其它气凝胶材料，包括：Al2O3、WO3等气凝胶材料.但由于制备周期较长、成本高，且脆性较大。
直到60年代，Tiechner的研究使气凝胶材料的制备出现了质的发展.他用正硅酸甲酷（TMOS）为硅源、甲醇为溶剂，加人一定量的水和催化剂，使之发生水解和聚合反应，直接生成醇凝胶，因而不需要长时间的溶剂交换，通过醇的超临界干燥便可获得性能良好的SiO2气凝胶材料。
1 气凝胶材料的性质与应用气凝胶根据其成分可以分为无机气凝胶、有机气凝胶和无机―有机复合气凝胶三类，气凝胶材料的分散介质是气体，且作为凝胶网络骨架的固体相，以及网络的空隙结构均为纳米级别，这种连续三维纳米网络结构使其具有独特的性能，比如高孔隙率、低密度、低折射率、低热导率，低介电常数，低光折射率，低声速等。
1.1作为超级绝热材料室温下，SiO2是目前隔热性能最好的固态材料。
其具体应用涵盖了科研、工业、国防等保温隔热场合，尤其是航空航天和航海领域，同时，还可用于生活日用的多种场所，如建筑隔热、衣物保暖、冰箱隔热、管道保温等，乃至提高太阳能集热器的效率等。
新型气凝胶隔热材料的研究与应用
新型气凝胶隔热材料的研究与应用近年来，新型材料技术成为了科技领域的热点之一。
其中一种备受关注的新型材料——气凝胶，由于其优越的性能和广泛的应用前景，受到了越来越多科学家的青睐。
这篇文章着重介绍了新型气凝胶隔热材料的研究与应用。
一、气凝胶的定义及性能气凝胶是一种具有高孔隙度、低密度、低热导率和优异化学稳定性的材料。
其最大的特点在于极大的比表面积和孔结构。
在气凝胶中，由于极小的孔径和极大的孔容，使得空气分子只能通过非常漫长的扭曲通道移动。
这种孔道结构可以显著地降低热传导，使气凝胶成为一种理想的隔热材料。
气凝胶具有超低的热导率，这种热传导性能使其成为许多工业领域隔热和保温的理想材料。
同时，它还具有较高的吸音效果、优良的弹性和良好的化学稳定性等特点，极大扩展了它的应用范围。
二、气凝胶的制备气凝胶制备具有很高的技术含量和难度，主要分为凝胶制备与干燥两大部分。
凝胶制备是通过溶胶凝胶法、超临界流体干燥法、SOL-GEL法等高温高压或者低温低压的化学反应来制备出胶体溶液。
在干燥过程中，通过定向冷凝，未干燥的水分子被拉走，形成有规则的孔道结构，最终制备出气凝胶。
三、气凝胶隔热材料的应用气凝胶隔热材料具有优良的隔热性能和广泛的应用前景，被广泛应用于以下几个领域：1、建筑领域。
气凝胶隔热材料可以作为建筑的外保温材料、墙体隔热材料、屋顶保温材料、地板隔热材料等。
其具有优异的隔热性能和较低的热容量，可以大大降低建筑物的热损失，降低空调运行费用。
2、航空航天领域。
气凝胶隔热材料可以被用来制作宇宙飞船和卫星隔热层、航空发动机隔热材料等。
在极端的高温条件下，它可以保证飞行器不会因为温度异差而损坏。
3、电子电器领域。
气凝胶隔热材料可以被用来制作电池隔热材料、LED灯具隔热材料等，保护电子电器的正常运行。
4、环保领域。
气凝胶隔热材料可以用于制作吸附材料，对煤矿和油气开采工作中可能产生的气体进行吸附处理。
因为气凝胶隔热材料本身可以吸附烟尘和其他有害物质，可以有效减少污染。
气凝胶调研报告范文
气凝胶调研报告范文一、研究背景气凝胶是一种由固体材料制成的多孔材料，具有低密度、高比表面积和低导热系数等优良性能。
目前，气凝胶在建筑、隔热保温、环境净化、能源存储等领域有着广泛的应用。
为了进一步了解和深入研究气凝胶的特性与应用情况，本次调研将对气凝胶进行全面的调查研究。
二、调研目的1.了解气凝胶的制备工艺及主要原料；2.了解气凝胶的性能特点和应用领域；3.了解气凝胶市场规模和发展趋势。
三、调研方法1.文献资料调研：查阅相关书籍、科研论文和专利，了解气凝胶的制备工艺、优点和应用领域；2.实地考察：通过参观气凝胶生产企业、实验室和工地，了解气凝胶的生产流程、产品应用及用户评价；3.采访调查：通过对气凝胶相关领域的专家、研究者和用户进行访谈，获取他们对气凝胶的看法和建议。
四、调研结果1.气凝胶的制备工艺及主要原料：气凝胶的制备通常采用溶胶凝胶法。
主要原料包括硅源、交联剂、催化剂和溶剂。
常用的硅源有硅酸乙酯、硅酸钠等，交联剂可选择二次硅酸酯、正硅酸酯等。
催化剂一般选择碱性催化剂或酸性催化剂，溶剂主要为水或有机溶剂。
2.气凝胶的性能特点和应用领域：(1)性能特点：气凝胶具有超低导热系数、低密度和高比表面积的特点，因此具有很好的隔热保温性能和较低的能耗。
(2)应用领域：a.建筑领域：气凝胶可以用于建筑保温、隔音和节能，可以应用于外墙保温、屋顶保温和地板保温等方面。
b.空气净化领域：气凝胶可以用于空气净化器的滤芯，具有过滤效果好、使用寿命长的特点。
c.能源存储领域：气凝胶可以用于锂离子电池和超级电容器的隔膜材料，具有良好的导电性和高温稳定性。
3.气凝胶市场规模和发展趋势：据调查数据显示，气凝胶市场规模正在逐年扩大，预计未来几年将保持较高的增长速度。
主要原因是气凝胶具有优良的性能特点，在建筑、环保和新能源领域有着广阔的市场需求。
未来的发展趋势主要集中在提高制备工艺、降低成本和寻找新的应用领域。
五、调研结论与建议通过本次调研，我们了解到气凝胶在建筑、环保和新能源领域具有广阔的应用前景。
气凝胶在保暖服装上应用及进展研究
气凝胶在保暖服装上应用及进展研究
气凝胶是一种具有优异保温性能的新材料，广泛应用于保暖服装的研究与开发中。
气
凝胶是一种多孔材料，由于其独特的孔隙结构和低热导率，具有出色的保温性能。
本文将
介绍气凝胶在保暖服装上的应用及进展研究。
气凝胶在保暖服装的应用主要体现在服装填充材料中。
由于气凝胶具有极低的热导率，可有效防止体热流失，提高服装的保温性能。
气凝胶还具有轻盈、柔软的特点，能够适应
不同服装的设计需要。
目前，气凝胶已经广泛应用于羽绒服、棉袄、冬季运动装等保暖服
装中，取得了显著的保温效果。
气凝胶在保暖服装上的研究进展主要集中在提高气凝胶的保温性能和改善其应用性能。
一方面，研究人员通过改变气凝胶的孔隙结构和化学组成，优化其保温性能。
采用不同的
制备方法，可以调控气凝胶的孔隙大小和分布，进而调整其热导率。
研究人员还通过改进
气凝胶的稳定性和耐用性，提高其在保暖服装中的应用性能。
将气凝胶与其他纤维材料复合，可以增加其抗拉强度和耐洗涤性。
随着科技的不断进步，气凝胶在保暖服装上的应用也在不断创新。
近年来，一些研究
人员提出了利用气凝胶纳米纤维制备超薄保暖材料的方法。
这种材料不仅具有优异的保温
性能，而且具有超薄、柔软的特点，适合运动服装和贴身保暖衣物的制作。
还有研究人员
尝试将气凝胶与其他智能材料相结合，制备具有温度感应性能的保暖服装。
这种服装可以
根据环境温度的变化调整保温效果，实现人体的舒适度和保暖性的动态平衡。
基于气凝胶的高性能隔热材料的研究与开发
基于气凝胶的高性能隔热材料的研究与开发基于气凝胶的高性能隔热材料的研究与开发引言：隔热材料是用来减少热量传递的材料，可以在建筑领域、汽车制造业、航空航天等众多领域中发挥重要作用。
近年来，气凝胶作为一种新型的隔热材料，受到了广泛关注。
气凝胶具有低导热系数、低密度和优良的化学稳定性等优点，因此被认为是一种高性能隔热材料，具有广泛的应用潜力。
一、气凝胶的研究与开发历程气凝胶最早在20世纪30年代被发现，但由于制备工艺复杂、成本高昂等原因，长期以来没有引起人们的关注。
1990年代以后，随着科技的发展，人们对气凝胶的研究逐渐加深。
现今，气凝胶已经发展成为材料科学中一个重要的研究方向。
二、气凝胶的制备技术气凝胶的制备技术主要分为凝胶法和超临界干燥法两种。
凝胶法是通过化学反应将溶液转化为凝胶，并通过干燥将溶剂去除，最终得到气凝胶。
超临界干燥法是将溶剂转变为超临界流体，通过调节温度和压力使溶剂从气态到液态，最终得到气凝胶。
这两种制备技术各有优势，可以根据具体需求选择。
三、气凝胶的优点气凝胶具有多个优点，使其成为一种理想的隔热材料。
首先，气凝胶具有极低的导热系数，可以有效隔离热传递。
其次，气凝胶的密度很低，可以减轻结构负荷。
此外，气凝胶还具有优良的化学稳定性和优异的吸声性能等特点。
四、气凝胶的应用领域气凝胶的独特性能使得它在多个领域中得到了广泛的应用。
在建筑领域，气凝胶可以用于隔热保温材料，提高建筑物的能源效率。
在汽车制造业中，气凝胶可以用于减少车内外的温差，提高车内舒适度。
在航空航天领域，气凝胶可以用于飞机和航天器的绝热保护，提高其耐热性能。
五、气凝胶的挑战与展望尽管气凝胶具有很多优点，但目前仍然存在一些问题需要解决。
首先，气凝胶的制备过程复杂，成本高昂，限制了其在工业化生产中的应用。
其次，气凝胶的力学性能较差，需要进一步加强。
此外，气凝胶的防火性能也需要改进。
未来，研究人员可以通过改进制备技术、调控材料结构等途径解决这些问题，进一步推动气凝胶的发展。
建筑材料科学中的新型隔热材料研究进展
建筑材料科学中的新型隔热材料研究进展随着人们对能源消耗和环境保护的关注日益增加，建筑材料科学中的隔热材料研究变得愈发重要。
建筑物中的隔热材料能够有效地减少能源消耗，提高建筑物的能源效率。
在过去的几十年里，科学家们不断努力寻找和开发新型的隔热材料，以满足建筑行业对高效隔热性能的需求。
本文将介绍当前建筑材料科学中一些具有潜力的新型隔热材料的研究进展。
首先，一种新型的隔热材料是气凝胶。
气凝胶是一种多孔、超轻、高度疏水性的材料，具有极低的导热系数。
由于其多孔的结构，气凝胶能够在室内外环境之间形成有效的隔热层。
此外，气凝胶还具有优异的声音吸收性能，能够减少噪音污染。
近年来，科学家们通过改进气凝胶的合成方法和结构设计，提高了其隔热性能。
对于气凝胶的研究还在进一步深入，未来有望开发出更为高效的隔热材料。
第二种新型隔热材料是纳米多孔材料。
纳米多孔材料是一种具有微米级孔隙和纳米级孔隙的材料，可以以极小的体积来提供较大的表面积。
这使得纳米多孔材料在隔热领域中具有潜力。
通过调控纳米多孔材料的孔隙结构和粒径分布，科学家们能够实现材料的高效隔热性能。
此外，纳米多孔材料还具有良好的化学稳定性和机械强度，使其成为一种理想的隔热材料。
第三种新型隔热材料是相变材料。
相变材料是一种在温度变化时能够吸收和释放大量热能的材料。
当相变材料从固相转变为液相或气相时，会吸收大量的热量，从而起到隔热的作用。
同样，当相变材料由液相或气相转变为固相时，会释放储存的热量，提供额外的热量供暖室内空间。
相变材料的应用极大地提高了建筑物的能源效率，使其对于光照和空调系统的依赖程度降低。
目前，科学家们正在不断改进相变材料的性能和稳定性，进一步推动其在建筑材料中的应用。
除了上述提到的三种新型隔热材料，还有许多其他材料和技术也在建筑材料科学中得到广泛研究。
例如，生物基材料、纳米涂层和空气层隔热技术等都有望在未来成为热门的研究方向。
生物基材料是一种利用生物质作为原料制备的隔热材料，具有良好的可再生性和环境友好性。
气凝胶在保暖服装上应用及进展研究
气凝胶在保暖服装上应用及进展研究第一部分：气凝胶在保暖服装上的应用情况气凝胶因其优异的绝热性能和轻质特性，被广泛应用于保温材料领域。
在保暖服装上，气凝胶可以通过填充或涂覆的方式应用，用于提高服装的保暖性能。
目前，气凝胶在保暖服装上的应用包括但不限于以下几个方面：1.填充材料：将气凝胶填充到服装内层，作为保暖层使用。
这种方式可以有效提高服装的保暖性能，同时又不会增加过多的重量和厚度，保持服装的舒适性和外观美观。
2.涂覆材料：将气凝胶涂覆在服装表面，形成一层薄膜。
这种方式可以在一定程度上提高服装的保暖性能，同时又具有防水、透气等功能，提高服装的实用性和舒适性。
3.复合材料：将气凝胶与其他纤维材料复合使用，形成保暖材料。
这种方式可以综合利用不同材料的优点，提高服装的保暖性能和使用寿命。
以上几种应用方式，都可以有效提高保暖服装的性能，并且在市场上得到了一定程度的应用和认可。
1.气凝胶制备技术的发展：随着气凝胶制备技术的不断进步，如溶胶-凝胶法、超临界干燥法等，气凝胶的制备工艺不断优化，制备出的气凝胶具有更加均匀的孔隙结构和更好的性能，适合在保暖服装上应用。
2.气凝胶材料的改性研究：为了提高气凝胶在保暖服装上的应用性能，研究人员对气凝胶材料进行了各种改性研究，如表面修饰、掺杂添加等，以提高气凝胶的柔韧性、耐洗性、抗张性等性能，使其更适合在服装上应用。
4.气凝胶在功能性服装上的应用研究：除了在传统的保暖服装上应用，气凝胶还被用于功能性服装上，如运动服、户外服等，以满足人们对舒适性和功能性的需求。
气凝胶在保暖服装上的应用和研究正在不断发展和进步。
随着气凝胶制备技术和材料性能的提升，相信气凝胶在保暖服装领域的应用会越来越广泛，为人们的生活带来更多的便利和舒适。
未来，我们可以期待气凝胶在服装领域的更多创新应用，为人们带来更加智能、实用的保暖服装产品。
211216277_气凝胶隔热材料研究进展
2023年第2期品牌与标准化Research Progress of Aerogel Thermal Insulation MaterialsLIU Haixin（Liaoning National New Raw Material Base Construction Engineering Center ，Shenyang 110036，China ）Abstract ：Aerogels show excellent thermal properties due to their unique structural characteristics and have a wide range of applications in multiple fields such as aerospace ，chemical and environmental.This paper lists and introduces the research progress of several aerogels and provides an outlook on the development of aerogels.Key words ：aerogels ；insulation materials ；inorganic aerogels气凝胶隔热材料研究进展刘海馨（辽宁省国家新型原材料基地建设工程中心，辽宁沈阳110036）【摘要】气凝胶因其独特的结构特点，优异的热学特性，在航空、化工、环境等多领域具有广泛的应用价值。
本文列举并介绍了几种气凝胶的研究进展，并对气凝胶的发展进行了展望。
【关键词】气凝胶；隔热材料；无机气凝胶【DOI 编码】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.02.057气凝胶是一种纳米级多孔固态材料，其密度低至3kg/m 3，也被称为“固态烟”，有低密度、高比表面积、高孔隙率的结构特点，具有优异的隔热、吸附性能，广泛用于航空航天、建筑行业、生态环境等领域。
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浅论气凝胶绝热材料的研究进展李静郭蕊王艳丽乔一佳河南建筑材料研究设计院有限责任公司（450002）摘要:文章简述了绝热材料的分类及研究现状，阐述了二氧化硅气凝胶、绝热机理及发展历程。
通过增强体强化和遮光剂掺杂改良气凝胶的研究进展。
关键词:绝热材料；SiO2气凝胶；复合改性；增强体强化；遮光剂掺杂绝热材料指能够阻止或减少辐射、对流、传导引起的热传递的材料，主要用于热力设备、管道、车船的保温或保冷；由于大部分绝热材料具有多孔网状结构和隔音吸声性能，亦常用于建筑建材行业。
绝热材料通常应具备自重轻（疏松多孔）、强度较高、阻燃性佳、导热系数低等特性，例如GB/T4272—2008《设备及管道绝热技术通则》规定[1]:绝热材料的密度应≤300kg/m3、抗压强度应≥0.3MPa、环境平均温度≤350℃时导热系数值应≤0.14W/(m·K)。
1绝热材料的分类种类和研究现状目前，市面上常见的绝热材料种类繁多，其分类方法如下:按材质可分为金属类、无机类、有机类；按形态可分为多孔状、气泡状、粉末状、纤维状、粒状、瓦状、砖状；按适用温度可分为高温绝热材料（使用温度＞700℃）、中温绝热材料（使用温度100~ 700℃）、低温绝热材料（使用温度＜100℃）；按组织结构可分为多孔纤维类、多孔颗粒类、有机高分子发泡类；按施工方法可分为湿抹式、填充式、绑扎式、包裹式、浇灌式等；按成分可分为有机类和无机类，其中无机类绝热材料耐腐蚀、耐高温、不易燃，主要用于设备及管道保温，如蛭石、珍珠岩、硅藻土、硅酸钙、气凝胶毡、泡沫混凝土等；有机类绝热材料表观密度小、导热系数低、不耐高温、易燃，主要用于低温保冷工程，如软木、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、聚氨基甲酸酯泡沫、泡沫玻璃板、牛羊毛毡等；按形状可分为纤维状、颗粒状多孔纤维类绝热材料密度低、熔点高、功能可随复合物的不同而调节改变[2]，如石棉、岩棉板、矿渣棉、玻璃纤维等，占全球市场份额六成以上，但因其热导率略高，在对绝热效果要求严苛的领域，应用受到一定的限制；多孔颗粒类绝热材料多呈脆性、孔隙率高、孔径均匀，常用于冶金、机械、电力行业的高温设备；高分子发泡类绝热材料密度低、自重轻、耐水浸泡、加工性能好、研究发展较为成熟，常用于建筑外墙保温系统，但高温环境中容易被引燃，长期使用还可能挥发出有毒物质。
目前，随着科技进步和能源匮乏加剧，积极寻找和研发自重轻、低碳环保、耐候耐久的新型绝热材料，其研究方向侧重于对其的改良，是进一步提高热能利用效率、实现工业/建筑节能的有效途径。
如找到适合通过寻找有机类绝热材料的发泡剂，改善阻燃性、提高疏水性、降低生产成本；降低无机类绝热材料的生产能耗、减少粘结剂使用量、严格控制纤维和粉尘排放。
目前，新型环境友好型绝热材料主要有聚丙烯泡沫塑料、聚异氰脲酸酯泡沫塑料、陶瓷纤维刚性隔热瓦、硼硅酸铝纤维毡、硅气凝胶、碳气凝胶、金属氧化物气凝胶等。
图1常见绝热材料的导热系数图2纳米碳气凝胶及其显微形貌试验研究1012二氧化硅气凝胶绝热材料2.1二氧化硅气凝胶概述气凝胶（aerogel）是一种纳米多孔网状结构固体材料，因轻若薄雾、颜色泛蓝，又被称为“蓝烟”、“冻结的烟”，与石墨烯、富勒烯等被共誉为改变世界的十大新材料。
作为已知密度最小的固体，气凝胶材质具有极高的孔隙率，由于气体的导热系数远小于固体（常温下空气的热导率约为0.025W/m·K ），使得所有固体材料中气凝胶的导热系数最低。
然而纯气凝胶（干凝胶）多为粉体或小型块体，脆性大、抗压抗折性差，应用范围受到限制，通常需与其他材质复合[3]，制成性能优异的绝热材料，依托逐渐成熟的制备工艺和大幅降低的生产成本，扩展其应用领域和产业化规模。
纳米硅气凝胶是一种以SiO2纳米颗粒为骨架基体、密布2~50nm孔洞的单组分网络凝胶状固体，具有微观结构可控（颗粒1~20nm，孔洞1~100nm）、高孔洞率80~99.8%、超低密度0.003~0.5g/cm3、超大比表面积600~1000m2/g、极低导热系数0.013~0.2 W/m·K、耐高温500℃不熔融、耐老化、耐酸碱腐蚀、无毒无污染、产品附加值高等特点，已在航天、军事、化工领域获得应用，可谓当前最热门的绝热材料。
SiO2气凝胶在纳米表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应及热、声、光、电、环境敏感性、表面稳定性方面表现出异于毫米级粉末或孔洞材料的优异性能（如对声、光的散射作用远小于传统多孔材料），使其在透明/高温/冰箱用绝热材料[4]、声阻耦合材料、杂质吸附、催化剂载体、激光低密度靶材、新型可充电电池等前沿领域也具有可观的应用前景。
2.2二氧化硅气凝胶绝热机理SiO2气凝胶绝热的原理是基于辐射、对流、传导三种热传递的基本方式:低温条件下，热源的辐射能很低，材料绝热效果尚佳；高温环境中，由于SiO2气凝胶对近红外辐射有较好的透过率，其热导率随温度升高迅速增大、同时材料强度降至20kPa左右，为尽可能地减少辐射传热，需向材料中添加红外遮光剂予以改性[5]；SiO2气凝胶中密布着细微的孔洞，孔内空气被“封锁禁锢”、失去自由流动能力而产生“零对流效应”，同时，根据分子运动理论，能量是靠分子碰撞而完成传递的，由于孔洞直径小于气体分子平均自由程，空气分子与孔壁发生弹性碰撞而无能量和速度损失，无法参与热传导；此外，SiO2气凝胶骨架颗粒的平均粒径仅有几纳米、截面积极小，而热能经由材料内部传导的路径很长，形成了“无穷长路径”效应，极大地降低了气凝胶的热传导能力。
微传热方面的研究主要集中于微/纳米尺度下材料本身热学性质的变化规律，主要分析方法有实验测试、理论推导和计算机模拟[6]。
根据傅利叶定律，当前较为理想的模拟微传热的方法有三种:①对侧重于描述宏观固体传热的声子玻尔兹曼传输方程进行数值求解；②用分子动力学法计算声子散射和导热系数，形成较为直观的热传导图像；③用分子运动论推导各种边界条件下材料的热导率，其依据的基础理论与分子动力学相似，采用的不是数值模拟而是理论推导方式。
目前，对微/纳米结构热传导的计算，各种方法都存在一定的缺陷，需要进一步优化完善。
图3SiO2气凝胶、(超疏水)气凝胶毡及绝热效果2.3二氧化硅气凝胶发展历程1931年，美国斯坦福大学的Kistler团队利用水玻璃(原材料)、盐酸(催化水解)、水/乙醇(溶剂交换剂)、溶胶凝胶法和超临界干燥法制备出了世界上首例真正意义上的气凝胶；1974年，Teichner等通过在甲醇溶液中水解正硅酸甲酯制得了可作为氧气和火箭燃料储存载体的硅气凝胶，并尝试在航天探测器中应用；1985年，Tewari利用二氧化碳充当超临界干燥的介质，将湿凝胶干燥温度降至室温，极大提升了相关设备的安全性，促进了气凝胶的商业化发展。
此后，越来越多的学者致力于改进干燥工艺、在低温常压条件下制备气凝胶，进一步推动了其工业化进程。
试验研究102气凝胶独特的结构使其具备了多种“神奇”用途，但目前最主要的用途仍是为中小型器件充当绝热材料[7]，如BMW公司将气凝胶层包覆在水冷散热器上以提高汽车的耐寒能力。
当前从事气凝胶制备、生产、改性的研发机构主要有美国LLNL实验室、Sandia实验室、Aspen公司、德国Würzburg大学、BASF公司、DESY公司、瑞典LUND公司、法国Montpellier研究中心、日本高能物理实验室。
纵观其选材及工艺的演变可知，硅源由正硅酸甲酯转变为无污染、更为廉价的正硅酸乙酯和水玻璃；干燥工艺由成本高、危险性大的超临界干燥、冷冻干燥转变为成本低、安全系数高的常压干燥，虽然制得气凝胶的性能不及前者，但这种差距正随技术的发展逐渐消弭。
当前，业内人士正努力探索更新更优的纳米气凝胶产品，气凝胶绝热材料正逐步深入民众的生产生活。
2.4二氧化硅气凝胶复合绝热材料研究进展SiO2气凝胶具有其他绝热材料不可比拟的优势，应用前景广阔，但要大面积取代传统绝热材料，先要解决因高孔洞率和疏松结构引起的强度低、韧性差、高温下难以遮蔽红外辐射等问题。
多组分复合改性无疑是最直观、便捷、实用的技术手段。
目前，SiO2气凝胶复合改性主要有增强体强化和遮光剂掺杂两种方法。
增强体强化是通过控制工艺参数，一方面提升SiO2骨架颗粒的强度，一方面令其与莫来石纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维、水镁石晶须、聚酯纤维、聚乙烯颗粒、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚酰亚胺、环氧树脂等增强增韧材质相复合，抑制SiO2气凝胶的毛细收缩效应，提高其力学性能指标；增强体强化复合改性方法现有液相共混法、原位聚合法、溶胶凝胶法等，具体操作方式:①在反应溶液未发生凝胶前加入增强材料并均质分散，经冷冻干燥使其固化交联；②先制备粉末状的介孔气凝胶，而后混入增强体和黏结剂，经一定工序制成SiO2气凝胶复合材料。
现阶段，各国对增强体强化SiO2气凝胶复合材料的研究都很活跃且成果颇丰，如一种将气凝胶粉末置于两块面板之间的“夹心”气凝胶，导热系数虽未达最理想状态，亦已显著降低；还有一种在正硅酸甲酯、甲醇、水、催化剂混合液中加入长度随机的单纤维或纤维编织布，经超临界干燥制得的复合材料，其弹性和绝热性能与气凝胶相当，但可操作性明显改善；还有一种在常温常压下制备的轻薄型超疏水气凝胶毡[8]，独特的交联结构令其长期服役于高温恶劣环境而不透水、不燃烧、不变形，隔热效果是传统绝热材料的2~5倍、使用年限可达20年，此外，在保证强度的前提下，较薄的厚度使气凝胶毡更容易弯折裁剪，可用于工业窑炉/储罐、高温蒸汽管道、各类异形管道、轨道列车车体保温，气凝胶及气凝胶毡的外观及绝热效果如图3所示。
目前，美国Aspen公司生产的纤维增强SiO2气凝胶的性能处于国际先进水平，产品在500℃和常温下的导热系数分别为0.033W/（m·K）和0.013~0.016W/（m·K），且热导率随温度升高而增大的速率较慢，已在航天航空、国防军事、建筑墙板、石油管道、保暖服装等领域应用。
20世纪90年代以来，国内部分高校如同济大学、国防科技大学、中科大、哈工大亦致力于气凝胶的制备和性能研究，采用无污染的硅源和常压干燥法研制出了性能优异的疏水性气凝胶，并将其成功应用于涂料、建材、医药、纺织等领域。
近年来，国内对SiO2气凝胶复合绝热材料的制备和改良做了大量研究，如一种以正硅酸乙酯为硅源、莫来石纤维为增强体的SiO2气凝胶，莫来石纤维的掺入使气凝胶的机械强度和弹性模量明显提高，掺量3%左右时，复合材料的强度和热导率最为理想；还有一种以正硅酸乙酯、无水乙醇、氨水等为原料，先用溶胶凝胶法制得含纤维的湿凝胶，再通过超临界干燥获得的硅酸铝纤维增强SiO2气凝胶，综合性能明显优于单组分材料。