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一文读懂气凝胶的历史与现状
发表时间:2024-08-30     阅读次数:     字体:【


气凝胶对于我们来说是一个既熟悉又陌生的物质,熟悉是因为气凝胶已经在纺织、油气化工领域悄然改变我们的生活,陌生是因为作为大众我们对气凝胶的前世今生并不了解,本文整理行业研究材料,让大家读懂气凝胶的过去和未来。

气凝胶的发现以及研究与发展

气凝胶的发现及早期研究可以追溯到20世纪初期,1931美国教授在《Nature》杂志上发表了《共聚扩散气凝胶与果冻》一文,标志着气凝胶的正式发现。他通过盐酸催化水玻璃制得了SiO?湿凝胶,并经过溶剂替换和乙醇超临界干燥的方法,成功制备出世界上第一块SiO?气凝胶。这一发现为气凝胶材料的研究奠定了基础。

当前,气凝胶的制备过程复杂且耗时,主要因为溶剂替换和超临界干燥工艺的限制。随着研究的深入,气凝胶的种类逐渐增多并开始研究气凝胶的隔热性能、密度、孔隙率等基本物理性质,并探索其在声、光、电等方面的物理性能。

作为拥有40多项发明专利的弘大科技,在气凝胶生产干燥环节中,摒弃传统高温高压超临界技术,颠覆性开创梯度减压技术,使气凝胶超材料的品质和性能得到飞跃式提升,气凝胶本体完全实现量产。

现在弘大科技作为中国气凝胶产业的明星企业,不仅从工艺到设备,掌握全部核心技术,具有完全知识产权,而且还在气凝胶改性高分子材料、气凝胶改性金属材料、气凝胶改性无机非材料领域实现完全的商业应用。

气凝胶的商业化进程

1999年由美国宇航局(NASA)成立了美国阿斯彭气凝胶公司( Aspen Aerogels),开始了产业化进程,气凝胶特性表现出色,但其采用的超临界制备技术复杂,投资巨大且成本昂贵,其产品主要用途在航天军工领域。

中国为发展国内气凝胶产业,在2012-2013由工信部投巨资支持航天科工集团采用与美国阿斯彭同样的超临界制备技术实现了小批量生产。同样由于投资巨大且成本昂贵,其产品也主要用途在航天军工领域。

而在2013年由李光武先生成立的弘大科技,斥巨资在河南、江苏两大基地建立气凝胶自动化生产线,极大降低气凝胶的生产成本,除了在航天军工领域得到广泛应用,还在石化、工业、建筑、交通、日用等领域与头部品牌共同完成终端产品的量产,成为气凝胶商业应用方面的典范。

气凝胶未来应用的展望

弘大科技积极响应产业政策和下游应用企业的需求,不断拓宽气凝胶的应用领域除了传统的隔热材料外,还应用于隔音材料、光学材料、催化剂载体等多个领域。不断探索气凝胶在新能源、环保、医疗等领域的新应用,如气凝胶在电池隔热、水处理、药物载体等方面的应用。

气凝胶的发现和研究历程充满了挑战与突破。从最初的SiO?气凝胶到后来的多种金属氧化物气凝胶、有机气凝胶和碳气凝胶,气凝胶的种类不断丰富;从复杂的制备工艺到简化的新方法,气凝胶的制备技术不断进步;从单一的应用领域到广泛的多元化应用,气凝胶的潜力不断被挖掘。

随着技术的不断进步和成本的进一步降低,气凝胶的市场需求将持续增长。未来,气凝胶成为推动材料科学发展的重要力量之一,为人类社会带来更多的创新和进步。


 
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