神奇的氣凝膠
氣凝膠是一種具有納米多孔結(jié)構(gòu)的新型納米材料,1931年由美國 Kistler.S.發(fā)明,因其輕若薄霧藍色泛煙,又被稱為“藍煙”、 “凍結(jié)的煙”,創(chuàng)下15項吉尼斯紀錄。在熱學、光學、電學、力 學、聲學等領域顯示出許多奇特的性能,被稱為一種可以“改變世界的神奇材料”,是21世紀以來最熱門的新材料之一,具有巨大的軍民兩用價值,已被列入國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)。
氣凝膠是目前世界上最輕、隔熱性能最好的固態(tài)材料,被入選世界吉尼斯記錄,氣凝膠具有極低密度、極低熱導率、高比表面積、高孔隙率的特性,最初被廣泛應用于航空航天、軍事工業(yè)等高端技術(shù)領域。隨著中國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級及實施國家納米材料戰(zhàn)略,氣凝膠納米材料已逐漸在工業(yè)、建筑、汽車及電子等行業(yè)廣泛應用。
氣凝膠特性
氣凝膠發(fā)展
無對流效應
氣凝膠納米材料中的氣孔直徑小于70nm, 氣孔內(nèi)的空氣分子就失去了自由流動的能力,處于近似真空狀態(tài),無法進行熱對流。
無窮遮擋效應
氣凝膠的氣孔為納米級氣孔且氣凝膠自身具有極低的密度,氣凝膠內(nèi)的氣孔趨于“無窮多”,每個氣孔壁都具有遮熱板的作用,因而產(chǎn)生近于“無窮多遮熱板”效應,使熱輻射降到最低。
無窮長疏松路徑效應
氣凝膠的密度極低、比表面大且體積骨架疏松,氣凝膠有無 窮多的納米氣孔,熱量在氣凝膠固體材料中沿著氣孔壁傳導, 有無窮多的氣孔壁構(gòu)成“無窮長疏松的路徑”效應,使固體熱傳導的能力下降到接近最低極限。