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前兩年大熱的氣凝膠保溫材料,現在怎麽沒有人提了

2024-09-05科學

氣凝膠是指透過溶膠凝膠法,用一定的幹燥方式使瓦斯取代凝膠中的液相而形成的一種奈米級多孔固態材料。他是世界上密度最小的固體,密度僅為3千克每立方米。氣凝膠的種類很多,有矽系,碳系,硫系,金屬氧化物系,金屬系等等,一般常見的氣凝膠為矽氣凝膠。

由於裏面的顆粒非常小(奈米量級),可見光經過它時散射較小(瑞立散射),就像陽光經過空氣一樣。因此,氣凝膠也被叫做「凍結的煙」。由於氣凝膠中一般80%以上是空氣,所以有非常好的隔熱效果,一寸厚的氣凝膠相當20至30塊普通玻璃的隔熱功能。

既然氣凝膠材料優點這麽明顯,前兩年在各大保溫材料展會大放異彩的明星產品,怎麽現在沒有人提了呢?我認為主要是以下缺陷造成。

一、成本較高:氣凝膠的生產成本相對較高,這主要是由於其復雜的制備過程和特殊的材料要求。氣凝膠的生產成本已經大幅降低,目前每升的成本約為0.7美元,換算成人民幣1立方米仍然需要5000元。高昂的生產成本直接導致了氣凝膠產品的價格較高,限制了其廣泛套用。

二、吸水性:氣凝膠具有一定的吸水性,可吸收自身品質25倍的水,吸水後其隔熱效能會大大降低。這限制了其在潮濕環境中的套用。

三、機械強度低,易碎:氣凝膠分子間作用力較弱,導致機械強度相對較低,受到外力,易碎,容易粉化。這限制了他的套用。

四、施工技術要求高:為了達到最佳的隔熱效果,氣凝膠的施工需要專業技術和經驗。如果施工不當,可能會導致隔熱效能大打折扣。

近年來,新能源汽車對電池安全性和穩定性的要求越來越高,氣凝膠成為解決動力電池系統安全問題的最佳選擇。據說小米汽車為了確保電池的安全性,每塊電芯兩側都配備了氣凝膠。但是作為保溫材料廣發的套用範圍,氣凝膠還有很多效能需要改善,研究人員正在透過探索與其他材料復合來提高氣凝膠的力學效能和穩定性。