【科技】把 「冷凍煙霧」 氣凝膠穿到身上

2021-02-08 新材料研習社

 

氣凝膠是密度最小、納米量級孔徑的固體,種類繁多,主要有矽系、碳系、硫系、金屬氧化物系、金屬系等。

作為性能優異的納米材料,一出現就會是產業的香餑餑

(圖片來源:材料館)


作為密度極低的固體形態納米材料,它是用一定的乾燥方式使氣體取代凝膠中的液相而形成的,所以也被叫做「凍結的煙」。


我們的未來是星辰大海,當然,還有黑科技般的新材料——氣凝膠

(圖片來源:百度圖片)


金氏世界紀錄中,它是「世界上最輕的固體」。1931年,科學家S.Kistler採用超臨界乾燥方法成功製備出SiO2氣凝膠,由於氣凝膠中一般80%以上是空氣,一寸厚的氣凝膠隔熱效果相當20至30塊普通玻璃。


把氣凝膠放在玫瑰與火焰之間,用火焰灼燒玫瑰也會絲毫無損。

 

良好的隔熱性能可見一斑

(圖片來源:百度圖片)


厚度不到1cm的氣凝膠板材,正面可以經受超過一千攝氏度的火焰灼燒,背面依然冰涼;將其放在花瓣上,花蕊都不會被壓倒;沾上水後,又像荷葉一樣防水。

 

在航天探測上,俄羅斯「和平」號空間站和美國「火星探路者」的探測器上都應用該材料。

 

據MarketResearch.biz的研究報告,「全球氣凝膠市場的應用、形態、種類、工藝類型和地區——全球至2026年的預測」,2016年全球氣凝膠市場價值為5.129億美元,在2017-2026年複合年增長率31.8%的情況下,預計2026年全球氣凝膠市場價值將達到80.837億美元。

 

氣凝膠在國內市場起步較晚,前期為國外氣凝膠產品,價格昂貴。近年來國內氣凝膠企業數量增多,實力不斷增強,成本下降,規模規模才迅速擴大。

 

粗略統計下的數據其實已經很能說明問題了

(圖片來源:材料館)

制約氣凝膠發展的主要因素是氧化矽氣凝膠的力學功能性,只有複合應用才是氣凝膠爆發性增長的主要因素。

 

而氣凝膠材料的市場規模也深受其生產成本產品和銷量的影響,並將革命性地替代傳統絕熱材料。

 

氣凝膠的應用領域覆蓋航天軍工到建築建材,從太空衣到防護服,在未來5年裡,氣凝膠革命性的進入各個領域的主場。


 粗略統計下的數據其實已經很能說明問題了

(圖片來源:NASA)


美國官方認可

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羽絨服公司已經先吃螃蟹了

(圖片來源:百度圖片)


發展氣凝膠就只是做材料和羽絨服嗎?


當然不是。

 

每個新材料的誕生,都能給許多產業帶來新的可能,也能為人類不確定性極大的未來,多上一個保險,而氣凝膠,更是「納米家族中,很有前途的學生」。


從國際戰略層面出發,新材料是帶動傳統產業升級的革命性力量,是事關國家安全的戰略性產業。

 

國際市場上,美國的3M、杜邦、德國的BASF、Bayer和日本的三菱化學佔據了國際市場絕大部分份額,臥虎藏龍,還有市值過千億美金的巨頭。

 

反觀國內,A股市場上的龍頭市值只有數十億美金。如此大的差距,原因之一是核心技術的並沒有突破,公司體量和生產能力也存在差距。


但,我們相信中國人一定可以在氣凝膠的關鍵領域異軍突起,給新材料新的空間和生命力。



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