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前两年大热的气凝胶保温材料,现在怎么没有人提了

2024-09-05科学

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。他是世界上密度最小的固体,密度仅为3千克每立方米。气凝胶的种类很多,有硅系,碳系,硫系,金属氧化物系,金属系等等,一般常见的气凝胶为硅气凝胶。

由于里面的颗粒非常小(纳米量级),可见光经过它时散射较小(瑞利散射),就像阳光经过空气一样。因此,气凝胶也被叫做「冻结的烟」。由于气凝胶中一般80%以上是空气,所以有非常好的隔热效果,一寸厚的气凝胶相当20至30块普通玻璃的隔热功能。

既然气凝胶材料优点这么明显,前两年在各大保温材料展会大放异彩的明星产品,怎么现在没有人提了呢?我认为主要是以下缺陷造成。

一、成本较高:气凝胶的生产成本相对较高,这主要是由于其复杂的制备过程和特殊的材料要求。气凝胶的生产成本已经大幅降低,目前每升的成本约为0.7美元,换算成人民币1立方米仍然需要5000元。高昂的生产成本直接导致了气凝胶产品的价格较高,限制了其广泛应用。

二、吸水性:气凝胶具有一定的吸水性,可吸收自身质量25倍的水,吸水后其隔热性能会大大降低。这限制了其在潮湿环境中的应用。

三、机械强度低,易碎:气凝胶分子间作用力较弱,导致机械强度相对较低,受到外力,易碎,容易粉化。这限制了他的应用。

四、施工技术要求高:为了达到最佳的隔热效果,气凝胶的施工需要专业技术和经验。如果施工不当,可能会导致隔热性能大打折扣。

近年来,新能源汽车对电池安全性和稳定性的要求越来越高,气凝胶成为解决动力电池系统安全问题的最佳选择。据说小米汽车为了确保电池的安全性,每块电芯两侧都配备了气凝胶。但是作为保温材料广发的应用范围,气凝胶还有很多性能需要改善,研究人员正在通过探索与其他材料复合来提高气凝胶的力学性能和稳定性。