气凝胶被盯上了?研发气凝胶到底有何重要意义？

2022-06-22 15:53:44  信息编号：K221426  浏览次数：178

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，是世界上密度最小的固体。气凝胶产品具有良好的隔热能力，可应用于石油化工、热力管网、建筑建材、航天等领域。

相对于传统的保温材料，二氧化硅气凝胶保温毛毡的保温性能更好，在同等效果下使用的气凝胶产品更少。此外，气凝胶的使用寿命也较长，相比传统保温材料如岩棉、聚氨酯等产品在使用中易吸水影响使用寿命，气凝胶防水效果好，能够大大延长使用寿命。

1、国内气凝胶产业化技术的研发

也许，还有人不认识气凝胶，它是一种超级绝热的纳米级多孔固态材料，主要通过溶胶凝胶法，用一定的干燥方式使气体取代凝胶中的液相而形成的材料。简单来说，气凝胶非常坚固耐用，是一款热绝缘性能最佳的材料。

气凝胶是由美国科研学者Kistler于1931年发明，西方在长达几十年的研究发展中，已经研制出多种类的产业技术。早在2009年前，国内对于气凝胶产业化技术领域还是空白，应用在航天航空及工业化的气凝胶技术都依赖进口。

早前，西方（特别老美）靠着技术垄断，气凝胶材料出口价格定的还是相对较高的，国内引进这样的新材料也花费了不少钱。因此，2009年初，83年出生的张秋华率团队，扎根粤北山区着手开始从0开始研究该项技术。

经过多年的研究，张秋华团队取得了气凝胶的干燥工艺上的突破，2012年，又开始着手把实验室成果打磨成产业，并成功研发大规模产品线。经过十多年的研发，最终突破了气凝胶在中国的产业化技术，研发出各行各业所需的气凝胶材料，在国内实现气凝胶产业化。

十多年说长不长，说短不短，但是，国内科研人员利用这宝贵的时间，从0突破到1，再从1到N形成了战略性新兴产业链。至此，国内再也不用被“卡脖子”，在该领域完全实现的国产化。

2、气凝胶已经从最初的SiO2气凝胶发展成为庞大的气凝胶家族

根据气凝胶的外观，可分为块体、粉末和薄膜；根据气凝胶的制备方法，可分为气凝胶、干凝胶、冻凝胶；根据不同微观结构，可分为微孔(<2nm)、中孔(2~50nm)和混合多孔气凝胶；根据基体，可分为无机、有机、混合和复合气凝胶；最常用的气凝胶分类方法是通过组分来区分，可分为单组分和多组分气凝胶。

单组分气凝胶包括氧化物气凝胶、碳化物气凝胶、氮化物气凝胶、石墨烯气凝胶、量子点气凝胶、金属气凝胶、聚合物基有机气凝胶、生物质基有机及碳气凝胶、硫化物气凝胶等。

多组分气凝胶(复合气凝胶)是指由两种及以上单组分气凝胶构成或者由纤维、晶须、纳米管等增强体与气凝胶基体相结合的气凝胶复合材料。如，有机纤维-SiO2复合气凝胶等。

组成、结构不同的气凝胶，展现出独特的性质，适用于特定的应用场景。

3、国产化研发气凝胶有何重要意义？

为了打破国外的技术封锁，必须要研发该材料的产业化技术，同时，气凝胶的研发还有十分有重要性。

首先，气凝胶应用广泛

气凝胶具有绝热性、坚固性、透光性、隔音性和较长使用寿命的优势，因此在尖端行业中，特别是航天航空领域、军工领域，它非常适合做热绝缘材料。而且，随着产品种类的不断增加，应用的范围也在慢慢扩散。

如今，气凝胶可用于研制新型低密度靶、透明隔热材料、导电的多孔材料，以及制作火星探险宇航服、防弹防爆材料和吸附水中污染物的材料等，更多的民用型气凝胶材料也在逐渐推广。

其次，气凝胶研究意义重大

气凝胶被誉为“改变世界的新材料”，之所以会有这么一个称呼，除了它应用广泛之外，更多的是因为它有利于科技进步。就目前来说，气凝胶成熟的下游市场主要有石油化工行业、工业隔热行业、建筑建材行业、航空航天、锂电池行业等，几乎涵盖了各种重要行业领域，带动着这些领域内的尖端科技的发展。

之前，这项技术靠的是进口，对于我们来说，核心技术掌握在别人手里肯定不安全，而且进口气凝胶还要花费重金浪费成本。因此，气凝胶产业化技术形成国产化后，更有利于国内企业掌握核心领域的技术，也降低了气凝胶的市场价格（比进口价格便宜一半以上）。

第三，气凝胶市场大

据统计，2021年国内气凝胶约有15.7W方的产能，随着它民用化越来越广泛，下游需求也正在快速地提升。另外，预计每2年就会翻倍增长产能，2023年全行业产能将会是30W以上产能。

例如，仅仅计算管道保温材料方面，根据数据预计，2025年的国内市场需求规模将有155亿元。因此，如此庞大的市场规模下，气凝胶产业化技术实现国产化，既可以节约成本又能创造更多的市场价值。