 |
 |
 |
 |
 |
 |
||
 |
 |
 |
 |
 |
| 12 | 1/1 | 返回列表 |
| 查看: 2845 | 回復: 11 | |||
| 【有獎交流】積極回復本帖子，參與交流，就有機會分得作者 442629613 的 5 個金幣 ，回帖就立即獲得 1 個金幣，每人有 1 次機會 | |||
[交流]
關(guān)于氣凝膠及其復合材料的應(yīng)用，你了解多少？
|
|||
|
關(guān)于氣凝膠及其復合材料的應(yīng)用，你了解多少？ 關(guān)于氣凝膠 圖片來源：科邁斯 氣凝膠（aerogel）是由膠體粒子或聚合物分子相互聚集構(gòu)成的微納多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并在孔隙中充滿空氣分散介質(zhì)的一種新型輕質(zhì)固體材料，具有極低的表觀密度（可低至0.002gcm-3）、高孔隙率（80%-99.8%）、高比表面積（100-2000m2g-1）等特點，從而使其具有良好的阻隔性能、極低的熱導率（0.01-0.04Wm-1K-1）以及高吸附、催化和負載能力等優(yōu)異性能。因此，氣凝膠有望作為隔熱保溫材料、阻燃材料、隔音材料、高效吸附材料、催化劑載體材料、光學器件及電極能源材料等得到廣泛應(yīng)用，被視為“未來最具潛力的十大材料之一”。 氣凝膠分類 根據(jù)氣凝膠的骨架組成物質(zhì)將其分為三類：無機氣凝膠，主要類型有硅氣凝膠和金屬氧化物氣凝膠；有機氣凝膠，該類型使用的前軀體多為間苯二酚-甲醛；碳氣凝膠，在惰性氣氛和高溫的條件下，碳化有機氣凝膠只保留碳骨架結(jié)構(gòu)。除此之外，根據(jù)氣凝膠材料干燥方法的不同，可以分為常壓干燥氣凝膠、冷凍干燥氣凝膠和超臨界干燥氣凝膠三種類型。 氣凝膠復合材料 圖片來源網(wǎng)絡(luò) 氣凝膠復合材料簡單易懂來說是氣凝膠+復合結(jié)構(gòu)材料通過工藝變成氣凝膠復合材料。氣凝膠性能最高，但其較低的強度和韌性等限制了材料的廣泛應(yīng)用。為提高氣凝膠材料的韌性和強度，各種增強材料（金屬/氧化物、纖維、無紡布和薄膜等）與氣凝膠材料進行復合后制得了具有獨特性能的氣凝膠復合材料。 氣凝膠及其復合材料應(yīng)用 1.氣凝膠在隔熱保溫方面的應(yīng)用 隔熱材料（即熱絕緣材料）可以對熱量傳遞有很好的阻隔作用，是一類阻礙熱傳遞的功能性材料。該材料被廣泛應(yīng)用于建筑領(lǐng)域。氣凝膠可以被用作隔熱板應(yīng)用在建筑物的外墻，起到保溫的作用。氣凝膠隔熱材料的使用既不會增加建筑外墻的厚度，還可以節(jié)省建筑材料，降低建筑成本。除此以外，氣凝膠還可以對氣體運輸管道進行隔熱和保溫，對管道起到保護的作用。 2.氣凝膠在聲學方面的應(yīng)用 氣凝膠具有很低的密度，可以使得聲波在氣凝膠中的傳播速率大大降低，二氧化硅氣凝膠的密度為0.2g/cm3，聲波在氣凝膠中的傳播速率為100m/s。除此以外，氣凝膠的質(zhì)量較輕，而且無污染，是一種非常好的吸聲材料，被廣泛應(yīng)用到建筑領(lǐng)域。在城市中的住房和工廠的建設(shè)中使用氣凝膠材料，氣凝膠可以吸附城市噪音以及工廠中生產(chǎn)制造的噪音污染。 3.氣凝膠在電學方面的應(yīng)用 氣凝膠的介電常數(shù)較低而且具有可調(diào)控性，因此，氣凝膠可以作為襯底材料用于集成電路中。一般來說，襯底材料所具有的介電常數(shù)與電子的運算速率成反比，即介電常數(shù)越大，運算速率越慢。氣凝膠材料的介電常數(shù)較小，可以有效提高電子的運算速率。比如，二氧化硅氣凝膠的介電常數(shù)很低，僅1.008C2/(N·M2)，以此作為襯底材料，可以使得電子的運算速率達到很快的速度。而且，氣凝膠是一種電絕緣材料，避免了電路漏電的可能。除了以上的應(yīng)用領(lǐng)域以外，氣凝膠材料也被廣泛應(yīng)用到了光學方面和化學催化劑載體方面等。 4.氣凝膠在水處理方面的應(yīng)用 氣凝膠是一種多孔材料，具有許多優(yōu)異的特性，如密度較低，大的比表面積和高的孔隙率等。這些特性的存在使得氣凝膠可以作為吸收水資源中的化學污染品的材料來使用，優(yōu)點在于，氣凝膠材料不僅不會對水資源造成污染，又能快速的清理污染品，清潔水質(zhì)，而且價格低廉。 5.氧化物及其復合氣凝膠 氧化物氣凝膠屬于氣凝膠領(lǐng)域較成熟的種類，通常采用醇鹽或鹽類作為前驅(qū)體，采用酸堿兩步催化方法制備而成，兼具氧化物及氣凝膠兩者的特性，在氧化物原有優(yōu)良性能的基礎(chǔ)上附加了輕質(zhì)、高孔隙率、高比表面積等特性，拓展了氧化物氣凝膠材料的應(yīng)用領(lǐng)域。目前，氧化物氣凝膠研究較多的主要是SiO2、TiO2、ZrO2和Al2O3氣凝膠及復合氣凝膠。 6.碳化物及其復合氣凝膠 碳化物是一種高硬度、高熔點和化學性質(zhì)穩(wěn)定的化合物，一般通過原位生成法制得，在制備過程中控制工藝參數(shù)將碳化物制成氣凝膠結(jié)構(gòu)，可提升氣凝膠材料的使用溫度，進而拓展在高溫領(lǐng)域的應(yīng)用，如航天航空、高溫窯爐、核能等領(lǐng)域。 7.氮化物及其復合氣凝膠 氮化物氣凝膠是一種新型的無機氣凝膠，目前的研究主要集中在Si3N4氣凝膠和BN氣凝膠，還涉及了少量其他氮化物氣凝膠的研究，如C3N4氣凝膠和氮化釩(VN)氣凝膠。將氮化物材料制備成多孔氣凝膠結(jié)構(gòu)，將兼具氣凝膠與氮化物的優(yōu)異特性，這對于拓展氮化物材料的應(yīng)用具有十分重要的意義，但是國內(nèi)外對于氮化物氣凝膠的研究尚處于基礎(chǔ)階段，該類氣凝膠的研究仍有較大發(fā)展空間。 8.聚合物基有機氣凝膠 聚合物基有機氣凝膠是以高聚物分子通過與膠體粒子之間以氫鍵或范德華力相結(jié)合而形成的具有多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的有機化合物與傳統(tǒng)的無機氣凝膠相比，有機氣凝膠性能主要取決于聚合物種類，因此聚合物基有機氣凝膠具有靈活的設(shè)計性和性能可調(diào)性。聚合物基有機氣凝膠主要有聚氨酯(PU)、聚脲(PUA)、聚酰亞胺(PI)等研究較多的聚合物基有機氣凝膠，隨著研究的深入還出現(xiàn)了間規(guī)聚苯乙烯(sPS)、聚間苯二胺(PmPD)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚酰胺(PA)、聚吡咯(pPy)等其他聚合物基氣凝膠的研究報道。 9.石墨烯氣凝膠 石墨烯氣凝膠(GA)又稱石墨烯泡沫、石墨烯海綿或者石墨烯宏觀結(jié)構(gòu)體。除了具有C氣凝膠的一系列優(yōu)異特性外，GA還因構(gòu)筑單元優(yōu)異的理化性能而具備大孔結(jié)構(gòu)和超彈性等獨特性能，進而成為當下研究的熱點。 10.量子點氣凝膠 將量子點(QDs)引入氣凝膠，能夠得到既具備QDs良好光學、催化性能，同時具備氣凝膠吸附、傳感、隔熱保溫等特性的量子點氣凝膠。量子點氣凝膠作為一種新興技術(shù)材料，其優(yōu)異的性能將迅速成為研究熱點。下面將從催化、傳感、電池、生物成像以及熒光等應(yīng)用領(lǐng)域分別介紹量子點氣凝膠的研究現(xiàn)狀。 11.生物質(zhì)基有機及C氣凝膠 繼氧化物、碳化物、氮化物等無機氣凝膠和聚合物基傳統(tǒng)有機氣凝膠的研究之后，生物質(zhì)基有機氣凝膠憑借原料的分布廣泛和獲取方式簡易等優(yōu)勢而受到極大的關(guān)注。同時，生物質(zhì)基原料往往綠色無毒，普遍具有生物相容性、生物可降解性等特點，這極符合當前綠色化學理念。 氣凝膠材料目前存在問題及發(fā)展方向 1.形成機制有待進一步研究。雖然碳化物、氮化物、量子點、生物質(zhì)基有機及碳氣凝膠等新型氣凝膠材料已經(jīng)得以成功制備，但是此類氣凝膠材料合成機制研究尚不夠深入，同時氣凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)生長機制、表面組成及化學結(jié)構(gòu)調(diào)控和高溫結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性調(diào)控等需要進一步研究，后期需要將目光集中在量子化學及分子動力學計算和實驗研究相結(jié)合上，實現(xiàn)從分子、原子層面對氣凝膠材料的形成機制進行深入研究和對氣凝膠材料的性能進一步優(yōu)化調(diào)控。 2.功能型氣凝膠材料的研究有待繼續(xù)深入。氣凝膠在電極材料、半導體材料、磁性材料等方面的應(yīng)用研究還不夠完善，有關(guān)結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系的研究尚不深入，需要進一步研究其內(nèi)在機制，揭示性能和結(jié)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián)，同時高性能、多功能型氣凝膠材料還有待對氣凝膠材料的性能進一步開發(fā)。 3.規(guī)�；a(chǎn)問題還未解決。在工業(yè)生產(chǎn)方面，氣凝膠因成本較高、施工不易限制了其規(guī)�；瘧�(yīng)用，需要采用成本更加低廉的前驅(qū)體，結(jié)合成本更低的干燥手段，使生產(chǎn)工藝得到完善，進一步降低氣凝膠材料的成本，推動氣凝膠的工業(yè)化生產(chǎn)。只有這樣，氣凝膠材料才有望在今后成為推動社會發(fā)展變革的超級材料，為人類的生活帶來真正意義上的革新。 參考資料： [1]吳曉棟,宋梓豪,王偉,崔藝,黃舜天,嚴文倩,馬悅程,趙一帆,黃龍金,李博雅,林本蘭,崔升,沈曉冬. 氣凝膠材料的研究進展[J]. 南京工業(yè)大學學報(自然科學版),2020,42(04):405-451. [2]郎咸華. 氣凝膠復合材料的制備以及性能研究[D].青島科技大學,2018. 為了更好的了解氣凝膠材料，“2021綠色復合材料論壇”特誠邀 中科院蘇州納米所 張學同研究員 蒞臨本次大會，分享《氣凝膠相變材料主客體復合：設(shè)計、制備及應(yīng)用》主題報告。 本報告將重點介紹其在氣凝膠相變材料主客體復合方面的最新進展，內(nèi)容涉及主客體復合材料的設(shè)計、制備及應(yīng)用等。 推薦閱讀： 微信.jpg |
回復此樓» 猜你喜歡
哈工大申請考核制招收博士生9月28日截止
已經(jīng)有20人回復
-
哈工大26年度博士申請考核第二輪
已經(jīng)有13人回復
-
建筑環(huán)境與結(jié)構(gòu)工程論文潤色/翻譯怎么收費?
已經(jīng)有86人回復
-
advance in structural engineering 期刊Awaiting EIC Assignmeng階段十天了
已經(jīng)有3人回復
-
ansys有限元分析求助
已經(jīng)有2人回復
-
有外導意向招收2026年CSC聯(lián)培博士嗎
已經(jīng)有7人回復
-
南京林業(yè)大學國家工程中心李海濤教授課題組招收研究生
已經(jīng)有11人回復
-
擬解決的關(guān)鍵科學問題還要不要寫
已經(jīng)有17人回復
-
英國薩里大學招4個全獎博士2026土木，AI，地理科學，環(huán)境科學等方向
已經(jīng)有0人回復
-
[導師招生]全獎博士生招生—香港都會大學
已經(jīng)有0人回復
» 本主題相關(guān)商家推薦: (我也要在這里推廣)
» 搶金幣啦！回帖就可以得到:
-
中山大學柔性電子學院黃維院士團隊博士后招聘--化學合成、器件制備等相關(guān)背景
+3/480
-
澳大利亞科廷大學招收全獎博士（采礦與冶金工程專業(yè)）
+1/276
-
招聘科研助理
+1/178
-
王志博教授課題組招收調(diào)劑碩士研究生
+1/81
-
福建師范大學環(huán)境與資源學院劉斯寶課題組招聘青年教師（帶編）
+1/78
-
西安工程大學環(huán)境與化學工程學院-王寧課題組招化學、環(huán)境、生物相關(guān)專業(yè)碩士2名
+1/39
-
河南大學張琳教授團隊招收博士研究生
+1/21
-
電子科技大學材料學院SFT創(chuàng)新中心招收博士生及科研助理 長期有效
+1/12
-
26屆計算機、電子信息類、電科、控制、通信考研T j信息pp駿：74+08+76+6+20
+1/11
-
推薦一款可以AI輔助寫作的Latex編輯器SmartLatexEditor，超級好用，推薦試試
+1/9
-
26申博 l 醫(yī)學背景 l 生信碩士
+1/9
-
尋合作：應(yīng)力腐蝕多尺度模擬
+1/7
-
26屆計算機、電子信息類、電科、控制、通信考研T j信息pp駿：74+08+76+6+20>
+1/5
-
博士招生 福建農(nóng)林大學 生物質(zhì)化學工程與機能材料團隊招收申請博士1名
+1/2
-
雙一流天津工業(yè)大學電信學院李鴻強教授招收2026年申請審核制博士
+1/2
-
青島科技大學高分子學院--讓我們一起做有趣的研究
+1/1
-
PostDoc fellowship: Video-Based 3D Human Kinematics Extraction/Pose Esitimation!
+1/1
-
武漢科技大學黃思煜教授招收博/碩士及師資博士后、特任教授
+1/1
-
26屆計算機、電子信息類、電科、控制、通信考研T j信息pp駿：74+08+76+6+20》
+1/1
-
140300設(shè)計，一志愿985，354求調(diào)劑
+1/1
簡單回復
2021-05-25 09:04
回復
tzynew3樓
2021-05-25 09:17
回復
442629613(金幣+1): 謝謝參與
o 發(fā)自小木蟲Android客戶端
2021-05-25 15:20
回復
442629613(金幣+1): 謝謝參與
2021-05-25 17:56
回復
442629613(金幣+1): 謝謝參與
， 發(fā)自小木蟲Android客戶端
bjdxyxy6樓
2021-05-25 19:35
回復
442629613(金幣+1): 謝謝參與
。 發(fā)自小木蟲Android客戶端
南哥一號號7樓
2021-05-26 12:13
回復
2021-05-26 16:39
回復
442629613(金幣+1): 謝謝參與
nono20099樓
2021-05-26 22:15
回復
442629613(金幣+1): 謝謝參與
·
miaojiabing10樓
2021-05-28 08:26
回復
夢の國度11樓
2021-05-28 16:14
回復
442629613(金幣+1): 謝謝參與
。
銘雕茶家具12樓
2021-06-28 22:52
回復
相關(guān)版塊跳轉(zhuǎn)
我要訂閱樓主 442629613 的主題更新
| 12 | 1/1 | 返回列表 |
| 最具人氣熱帖推薦 [查看全部] | 作者 | 回/看 | 最后發(fā)表 | |
|---|---|---|---|---|
|
[考研] 0857求調(diào)劑 +3 | CDDD1013 2026-03-04 | 3/150 |
|
|---|---|---|---|---|
|
[考研] 080500材料科學與工程 +5 | 202114020319 2026-03-03 | 5/250 |
|
|
|
[考研] 中國林科院林化所（南京）2026年招收化學/材料/環(huán)境工程等背景碩士研究生3名 +3 | realstar2006 2026-02-27 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 085600材料與化工 298 調(diào)劑 +3 | 小西笑嘻嘻 2026-03-03 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 289求調(diào)劑 +7 | BrightLL 2026-03-02 | 9/450 |
|
|
|
[考研] 材料學碩318求調(diào)劑 +11 | February_Feb 2026-03-01 | 11/550 |
|
|
|
[考研] 清華大學 材料與化工 353分求調(diào)劑 +5 | awaystay 2026-03-02 | 6/300 |
|
|
|
[考研] 271求調(diào)劑 +4 | Ricardo1113 2026-03-02 | 4/200 |
|
|
|
[考研] 化工京區(qū)271求調(diào)劑 +7 | 11ing 2026-03-02 | 7/350 |
|
|
|
[考研] 288求調(diào)劑 +3 | 少71.8 2026-03-02 | 5/250 |
|
|
|
[考研] 0854復試調(diào)劑 276 +5 | wmm9 2026-03-01 | 7/350 |
|
|
|
[考研] 材料化工調(diào)劑 +13 | 今夏不夏 2026-03-01 | 16/800 |
|
|
|
[考研] 一志愿華南理工大學材料與化工326分，求調(diào)劑 +3 | wujinrui1 2026-02-28 | 3/150 |
|
|
|
[考博] 誠招農(nóng)業(yè)博士 +3 | 心欣向榮 2026-02-28 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 291 求調(diào)劑 +3 | 化工2026屆畢業(yè)?/a> 2026-03-02 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 281求調(diào)劑 +5 | 2026計算機_誠心 2026-03-01 | 8/400 |
|
|
|
[考研] 275求調(diào)劑 +3 | L-xin? 2026-03-01 | 6/300 |
|
|
|
[基金申請] 成果系統(tǒng)訪問量大，請一小時后再嘗試。---NSFC啥時候好哦，已經(jīng)兩天這樣了 +4 | NSFC2026我來了 2026-02-28 | 4/200 |
|
|
|
[考研] 291分工科求調(diào)劑 +9 | science餓餓 2026-03-01 | 10/500 |
|
|
|
[考研] 311求調(diào)劑 +6 | 亭亭亭01 2026-03-01 | 6/300 |
|