氣凝膠，英文aerogel，又稱為干凝膠。當(dāng)凝膠脫去大部分溶劑，使凝膠中液體含量比固體含量少得多，或凝膠的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中充滿的介質(zhì)是氣體，外表呈固體狀，這即為干凝膠，也稱為氣凝膠。如 明膠、 阿拉伯膠、硅膠、毛發(fā)、指甲等。氣凝膠也具凝膠的性質(zhì)，即具 膨脹作用、觸變作用、離漿作用。
氣凝膠是一種固體物質(zhì)形態(tài)，世界上密度很小的固體之一。密度為3千克每立方米。一般常見的氣凝膠為 硅氣凝膠，其最早由美國科學(xué)工作者Kistler在1931年因與其友打賭制得。氣凝膠的種類很多，有硅系，碳系，硫系， 金屬氧化物系，金屬系等等。aerogel是個組合詞，此處aero是形容詞，表示飛行的，gel顯然是凝膠。字面意思是可以飛行的凝膠。任何物質(zhì)的gel只要可以經(jīng)干燥后除去內(nèi)部溶劑后，又可基本保持其形狀不變，且產(chǎn)物高孔隙率、低密度，則皆可以稱之為氣凝膠。
因為密度極低，目前最輕的氣凝膠僅有0.16毫克每立方厘米，比空氣密度略低，所以也被叫做“凍結(jié)的煙”或“藍(lán)煙”。由于里面的顆粒非常?。{米量級），所以可見光經(jīng)過它時散射較?。ㄈ鹄⑸洌?，就像陽光經(jīng)過空氣一樣。因此，它也和天空一樣看著發(fā)藍(lán)（如果里面沒有摻雜其它東西），如果對著光看有點(diǎn)發(fā)紅。（天空是藍(lán)色的，而傍晚的天空是紅色的）。由于氣凝膠中一般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(dāng)20至30塊普通 玻璃的隔熱功能。即使把氣凝膠放在玫瑰與火焰之間，玫瑰也會絲毫無損。氣凝膠在航天探測上也有多種用途，在俄羅斯“和平”號空間站和美國“火星探路者”的探測器上都有用到這種材料。氣凝膠也在粒子物理實驗中，使用來作為切連科夫效應(yīng)的 探測器。位在高能加速器研究機(jī)構(gòu)B介子工廠的Belle 實驗探測器中一個稱為氣凝膠 切連科夫計數(shù)器(Aerogel Cherenkov Counter, ACC) 的 粒子鑒別器，就是一個最新的應(yīng)用實例。這個探測器利用的氣凝膠的介于液體與氣體之低折射 系數(shù)特性，還有其高透光度與固態(tài)的性質(zhì)，優(yōu)于傳統(tǒng)使用低溫液體或是高壓空氣的作法。同時，其輕量的性質(zhì)也是優(yōu)點(diǎn)之一。
自上世紀(jì)90年代開始，美國國家宇航局NASA將氣凝膠應(yīng)用于宇航服絕熱、宇宙塵埃收集等航空航天領(lǐng)域，使氣凝膠的應(yīng)用開發(fā)得到了快速的發(fā)展。
傳統(tǒng)材料保溫現(xiàn)狀：
1. 導(dǎo)熱系數(shù)高，保溫層厚度占用空間大；
2. 密度高，增加航天器整體重量；
3. 結(jié)構(gòu)力、耐候性差，抗壓能力弱。
氣凝膠材料的保溫優(yōu)勢：
● 導(dǎo)熱系數(shù)低，保溫性能好，利于改善航天器、宇航員工作環(huán)境；
● 保溫層厚度薄， 提高空間使用率；
● 密度低，有效降低航天器重量；
● 抗壓能力強(qiáng)，提高保溫層強(qiáng)度；
● 耐候性強(qiáng)，適應(yīng)環(huán)境高低溫落差變化。
氣凝膠與傳統(tǒng)材料相比，可以用更輕的質(zhì)量、更小的體積達(dá)到更好的效果，氣凝膠具有隔熱、耐高溫、降噪音、防爆、吸附、耐腐蝕、催化、透光、低介電常數(shù)等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于航天航空、軍工、集成電路、化工、新能源等多個領(lǐng)域。
一、氣凝膠在隔熱、耐高溫的應(yīng)用
1、隔熱、耐高溫
由于氣凝膠近于無窮多納米孔的存在，熱流在固體中傳遞時就只能沿著氣孔壁傳遞，無窮多的氣孔壁構(gòu)成了近于“無窮長路徑”效應(yīng)，使得固體熱傳導(dǎo)的能力下降到接近最低極限。
氣凝膠氈不僅可以用于庫房、冷藏室、特制帳篷等固定場所保溫，還可以在戰(zhàn)地指揮車、恒溫運(yùn)輸箱、機(jī)車熱源、精密儀器儲存箱等移動場所隔熱。
將氣凝膠可以制作隔溫性、強(qiáng)度、柔韌性能、延展性能等方面各有不同的氣凝膠氈或布料，可以在裝甲坦克飛機(jī)駕駛艙內(nèi)襯、極限環(huán)境營地帳篷、鍋爐熱源保溫、被褥服裝、內(nèi)襯頭盔、軍服冬裝、消防服裝等多個方面進(jìn)行應(yīng)用。
1、航天器艙體建筑材料，可以達(dá)到隔熱、保溫、防沖擊、防輻射、防靜電、防腐蝕的效果，還可以有效減少航天器自身重量；返回艙的外層涂料，實現(xiàn)返回大氣層時隔熱效果。
2、宇航服的制作，實現(xiàn)保溫、防沖擊、防輻射等效果。
3、星球探測車制造材料，外星探測設(shè)備精密部件保護(hù)（防輻射）。
4、吸附、捕獲太空粒子。
同樣的特性在軍工領(lǐng)域， 氣凝膠可應(yīng)用于：
1、飛機(jī)、艦船（艇）、坦克、導(dǎo)彈等的外層材料（防輻射、吸收紅外線和漫反射波，躲避探測實現(xiàn)隱形功能；屏蔽自身電子信號，實現(xiàn)反偵察。）、內(nèi)部零件（防靜電處理、絕熱保溫系統(tǒng)）、外部設(shè)備（控制艙玻璃、履帶、輪胎等的防爆處理。）
2、氣凝膠復(fù)合珍珠巖保溫房屋、戰(zhàn)機(jī)防彈機(jī)窩、復(fù)合纖維保溫帳篷。
2、防爆：
利用氣凝膠該特性，我們可以把氣凝膠應(yīng)用于坦克、裝甲、飛機(jī)、倉儲、動力設(shè)施等需要隔爆的環(huán)境中。
事實上，近幾年來，外軍已經(jīng)開始逐漸將氣凝膠應(yīng)用在坦克、裝甲車等重型機(jī)車中。
氣凝膠復(fù)合防彈衣、防紅外線服裝面料（隱形衣）等等
3、凈化：
氣凝膠的吸附作用可體現(xiàn)為吸收、排斥、凈化等形式。
以防毒面具為例，將氣凝膠和防毒炭結(jié)合，利用氣凝膠的納米介孔結(jié)構(gòu)使得結(jié)合后的防毒炭吸附作用大大提高，同時氣凝膠穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)使得其在作為催化劑載體非常有優(yōu)勢，各種性質(zhì)的催化劑都可以使用，可根據(jù)需求制作多種用途的防毒面具。
4、降音降噪
氣凝膠內(nèi)部充滿了兩端開放并與表面相通的納米孔，是一種較理想的超聲探測器的聲阻耦合材料和隱形材料。
如果應(yīng)用于軍工領(lǐng)域，可實現(xiàn)飛機(jī)、艦船（艇）、坦克等的隔音降噪，尤其是潛艇的隔音降噪；移動、固定指揮所等軍用設(shè)施的隔音降噪；還可以制造隱形涂料，用于隱形戰(zhàn)機(jī)、飛行器等。
5、其他：
氣凝膠還可以用于超級計算機(jī)、衛(wèi)星探測系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)等零部件的制造；延長鉛酸電池（用于飛機(jī)、艦船（艇）、坦克等）的使用壽命。
二：氣凝膠在石油化工、市政暖/冷水 、電廠節(jié)能的應(yīng)用
近十幾年來，我國煤、石油價格大幅度上漲，因此在社會快速發(fā)展中提高能源、資源利用率變得勢在必行。石化行業(yè)作為能耗大戶，為達(dá)到節(jié)能減排的目的，對各種熱力管線及設(shè)備保溫材料的性能提出了更高的要求。
傳統(tǒng)材料保溫現(xiàn)狀：
1. 傳統(tǒng)的無機(jī)多孔隔熱材料導(dǎo)熱系數(shù)高、節(jié)能效果有限；
2. 有機(jī)發(fā)泡材料容易燃燒，釋放一定的毒害物質(zhì)，對環(huán)境造成嚴(yán)重污染；
3. 室外熱力管道常年經(jīng)受風(fēng)吹日曬、雨淋雪蝕、外力沖擊等侵蝕，容易發(fā)生沉降、 損壞，產(chǎn)生安全隱患；
4. 管線振動容易使得保溫層及涂料保溫結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，致使散熱損失增加。
氣凝膠材料的保溫優(yōu)勢：
● 導(dǎo)熱系數(shù)低，保溫性能好，能夠保證保溫結(jié)構(gòu)中管線熱損失不超過標(biāo)準(zhǔn)熱損失，并減少保溫層厚度；
● 憎水率高，吸水率低，不易吸水發(fā)生沉降；
● A級防火性能，克服了有機(jī)材料燃點(diǎn)低的缺點(diǎn)；
● 抗拉抗壓性能好，保溫結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；
● 易于裁剪，施工方便，節(jié)省施工成本。
氣凝膠隔熱材料能夠給工業(yè)管道良好的隔熱保溫性能，石油化工、電廠是產(chǎn)能大戶，同時也是耗能大戶，石油石化每年使用各類保溫材料總量占全國保溫材料總消耗量四分之一左右。大量管道及熱力設(shè)備需保溫。
石化企業(yè)、電廠大量使用各種原油儲罐、輕質(zhì)儲罐、各種化學(xué)儲罐，反應(yīng)設(shè)備及管道，在太陽照射上內(nèi)部溫度急劇升高，從而產(chǎn)生大量的油氣及化學(xué)品損耗，產(chǎn)生極大的浪費(fèi)，同時也造成環(huán)境污染。
石油化工行業(yè)隔熱保溫材料下的基材腐蝕問題長期困優(yōu)著企業(yè)的安全與生產(chǎn)。
氣凝膠隔熱材料能夠給工業(yè)管道良好的隔熱保溫性能，比如在LNG工程及其他低溫項目建設(shè)中，保冷效果好壞不僅關(guān)系到整個設(shè)備輸送效率，而且對裝置安全生產(chǎn)也有至關(guān)重要影響。
合適的保冷材料不僅能夠降低能耗、減少冷量損失，而且為符合環(huán)保要求、為企業(yè)安全生產(chǎn)和創(chuàng)造更好效益提供了保障。
氣凝膠隔熱保溫材料能很好解決這個問題，具有卓越的耐久性和耐候性。為了這種深冷型保溫而量身定做。
氣凝膠是目前導(dǎo)熱系數(shù)最低的固體保溫材料；A級不燃材料；氣凝膠的防水性能卓越，且水蒸汽可以透過；彈性毯狀材料，抗壓，加工安裝非常簡單快捷且不怕野蠻施工；防老化性能好，經(jīng)老化測試使用20年產(chǎn)品性能幾乎沒有改變。氣凝膠防火、防水透氣、絕緣隔熱等優(yōu)異性能為熱電廠供暖設(shè)備提供完美保溫解決方案。
三：氣凝膠在城市管道/暖冷水管道的應(yīng)用
節(jié)能減排，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
集中供熱是城市重要的生命線工程，也是一項實實在在的民生工程，關(guān)系著廣大群眾的生活質(zhì)量，關(guān)系著生態(tài)環(huán)境的改善，關(guān)系著社會的和諧穩(wěn)定。熱力管網(wǎng)又稱熱力管道，從鍋爐房、直燃機(jī)房、供熱中心等出發(fā)，從熱源通往建筑物熱力入口的供熱管道，為了保證城市交通的有序暢通和不影響城市容貌，目前城市的熱力管道通常采用地下敷設(shè)的方式。
傳統(tǒng)材料保溫現(xiàn)狀：
1. 管線總長度較長，傳統(tǒng)材料保溫性能差，很容易造成熱能的損失；
2. 耐溫性差，長期使用容易出現(xiàn)碳化現(xiàn)象，失去保溫效果；
3. 導(dǎo)熱系數(shù)高，保溫層厚，導(dǎo)致外護(hù)管直徑較大，增加了管道鋪設(shè)和運(yùn)輸?shù)某杀荆?/p>
4. 防水性較差、使用壽命短、易導(dǎo)致管道腐蝕。
氣凝膠材料的保溫優(yōu)勢：
● 導(dǎo)熱系數(shù)低，解決了長距離運(yùn)輸介質(zhì)溫度劇烈下降的難題；
● 密度小、保溫厚度薄，減少了外護(hù)管尺寸，管道鋪設(shè)和運(yùn)輸成本降低；
● 抗拉、抗壓性能好，保溫結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；
● 憎水率高、材料使用壽命長，耐蝕性能好，降低了頻繁更換的成本；
● 容易裁剪，方便施工，節(jié)省施工成本。
我國城市集中供熱中，由熱源產(chǎn)生的熱水、蒸汽通過管道輸送到各個熱用戶構(gòu)成了熱網(wǎng)。供熱管道在把熱量從熱源輸送到各用戶用熱系統(tǒng)的過程中，由于管道內(nèi)熱媒的溫度高于周圍環(huán)境溫度，供熱管道沿途都有一定熱損失，因此，保溫工作對保證供熱質(zhì)量，節(jié)能減排都有很大意義。
供熱管道保溫的目的是減少熱媒在輸送過程中的熱量損失，節(jié)約能源，提高系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。保溫層的作用是減少能量損失、節(jié)約能源，提高經(jīng)濟(jì)效益，保障介質(zhì)的運(yùn)行參數(shù)，滿足用戶生產(chǎn)生活要求。對于高溫介質(zhì)管道的保溫層來說，還可降低保溫層外表面溫度，改善環(huán)境工作條件、避免燙傷事故發(fā)生；保護(hù)層的作用是保護(hù)保溫層不受外界機(jī)械損傷。隔熱能夠很好的起到保溫作用，能為企業(yè)的節(jié)能減排，增加經(jīng)濟(jì)效益。
無論是架空敷設(shè)還是地下敷設(shè)，氣凝膠均可適應(yīng)各種環(huán)境，抗腐蝕、防浸透能使熱流失縮小，并且極大限度的縮減維護(hù)過程和時間從而降低維護(hù)費(fèi)用。
四： 氣凝膠在船舶機(jī)車儀器設(shè)備、電線電纜、電池、電子元件等行業(yè)的應(yīng)用
針對新能源汽車動力電池安全性推出隔熱防火隔熱片；
針對動力電池箱保溫推出保溫隔熱膜；
針對消費(fèi)類電子推出保溫隔熱膜等；
針對船舶和機(jī)動車內(nèi)襯提供的保溫隔熱節(jié)能防火氈;
氣凝膠在新能源汽車的應(yīng)用
隨著國家節(jié)能減排工作的深入開展，新能源汽車行業(yè)得到了大力發(fā)展。
新能源汽車的動力源主要來自于以鋰離子電池為主的動力電池系統(tǒng)，盡管現(xiàn)在鋰電池的安全性已經(jīng)得到顯著的提高，但在極端條件下，鋰電池仍然存在燃燒、爆炸的風(fēng)險。
熱失控傳播是鋰電池面臨的重大問題，目前解決途徑是通過在電池組內(nèi)增加隔熱層，阻斷熱失控從失控單體向周圍傳播，來實現(xiàn)降低電池組的損害以及附帶的破壞作用。
同時動力電車的性能受溫度影響較大，溫度過低會影響到再生制動系統(tǒng)的性能，充電速度過慢而且充不滿電，因此隔熱層的隔熱性能要良好避免使得鋰電池溫度過低。
傳統(tǒng)材料保溫現(xiàn)狀：
1. 導(dǎo)熱系數(shù)高，保溫層厚度占用空間大；
2. 防火、防水性能不夠好；
3. 保溫性能衰退快，使用壽命短。
氣凝膠材料的保溫優(yōu)勢：
● 優(yōu)異的防火性能，保證鋰電池?fù)碛凶罴堰\(yùn)行溫度，并同時為意外著火時人員的安全撤離提供寶貴的時間；
● 導(dǎo)熱系數(shù)低，保溫性能好，隔熱層厚度薄，有效提高電池組空間利用率；
● 防水性能好，使用壽命更長；
● 無毒無害，對環(huán)境無污染。
氣凝膠在高鐵動車的應(yīng)用
我國目前的高鐵運(yùn)營里程超過2.9萬公里，占全球高鐵運(yùn)營里程的三分之二以上，動車組速度快，運(yùn)行安全穩(wěn)定，內(nèi)部安靜舒適的環(huán)境，已經(jīng)成為人們?nèi)粘３鲂械谋厝贿x擇之一。 但動車組廂體夾層空間狹小，需要高性能的隔熱材料才能解決車廂內(nèi)部的保溫問題。
傳統(tǒng)材料保溫現(xiàn)狀：
1. 導(dǎo)熱系數(shù)高，保溫層厚度占用空間大；
2. 密度高，不利于減輕車身重量；
3. 環(huán)保性能差，燃燒時可能釋放有毒氣體。
氣凝膠材料的保溫優(yōu)勢：
● 導(dǎo)熱系數(shù)低，保溫效果好，同等保溫效果僅需傳統(tǒng)保溫材料厚度的1/5～1/3，節(jié)省空間；
● 優(yōu)異的防火性能，為意外著火時人員的安全撤離提供寶貴的時間；
● 隔音降噪，使車廂內(nèi)更安靜舒適；
● 無毒無害，對環(huán)境無污染；
● 密度低，抗拉抗壓性能好，降低車身質(zhì)量的同時保證一定的強(qiáng)度。
五：氣凝膠在儀器設(shè)備、電子元件、電池絕緣和隔熱的應(yīng)用
氣凝膠隔熱保溫材料優(yōu)良的保溫絕緣性能還體現(xiàn)在以下幾個方面：
低導(dǎo)熱系數(shù)，常溫下導(dǎo)熱系數(shù)0.018W/m·k；
優(yōu)良的憎水性能，
憎水率≥99.9%；優(yōu)良的機(jī)械加工性能；
高強(qiáng)、抗撕扯；
高柔韌性；
安全環(huán)保無毒；
A級防火等。
對整體局部的熱量用隔熱料進(jìn)行熱量方向的改變，或局部熱量過高進(jìn)行熱量的滲透及阻隔，或?qū)囟让舾械碾娮釉骷M(jìn)行熱量的隔離等等。
新能源汽車現(xiàn)已成為世界各國主力發(fā)展的戰(zhàn)略方向，是減少污染排、改善環(huán)境的重要產(chǎn)業(yè)，新能源汽車的發(fā)展，為新能源動力電池的高速發(fā)展提供無限的想象空間，隨著對動力電池技術(shù)研究的深入，動力電池行業(yè)的技術(shù)及續(xù)行里程得到很大的提升。
因鋰離子電池“熱失控”而引發(fā)的電動汽車起火和爆炸事故屢見報端。
對整體局部的熱量用隔熱料進(jìn)行熱量方向的改變，或局部熱量過高進(jìn)行熱量的滲透及阻隔，或?qū)囟让舾械碾娮釉骷M(jìn)行熱量的隔離等等。
隨著動車組性能的不斷提高，車體結(jié)構(gòu)和材料也隨之有了一系列的改變，這些變化對動車組車體隔熱性能會產(chǎn)生一定的影響。 動車組頂板隔熱性能是影響車體傳熱的主要因素之一，研究不同頂板結(jié)構(gòu)對隔熱性能的影響，對于分析動車組運(yùn)行能耗、確定其空調(diào)負(fù)荷、避免惡劣工況（內(nèi)壁結(jié)露、局部溫度過高）的出現(xiàn)、以及維持車內(nèi)舒適的熱環(huán)境均有著重要的意義。
電動汽車在寒冬酷暑中能否正常、安全地行駛與車上搭載的動力電池有著莫大的關(guān)系。在高溫情況下，若沒有合適的散熱方案，電池包內(nèi)各處溫度將出現(xiàn)較大差異，影響電池單體的一致性并引發(fā)一系列的后續(xù)問題。
其中較為嚴(yán)重的是電池過充導(dǎo)致“熱失控”，進(jìn)而使電動汽車著火、爆炸。
而氣凝膠材料本身具有A級防火功能，在新能源汽車因“熱失控”而發(fā)生火災(zāi)時，也可起到很好的熱防護(hù)作用，為乘客逃離或撲滅火災(zāi)贏得更多的時間，進(jìn)而減小損失。
而動力電池的性質(zhì)深受溫度因素的影響，放電效率隨溫度的變化而變化，從而影響到電動汽車的性能。
冬季可以很好的解決新能源汽車電池包溫度過低的問題。只需傳統(tǒng)材料1/5~1/3的厚度即可達(dá)到相同的保溫效果，為空間有限的電池包節(jié)省更多寶貴空間，同等厚度保溫效果較傳統(tǒng)材料更持久，非常好的解決寒冷冬季，新能源電池包續(xù)航能力下降的問題，提高電力利用效率同時還能延長電池包的使用壽命。
近年來，由于人們對環(huán)境保護(hù)的重視，天然氣的開發(fā)和利用越來越受到重視。由于世界天然氣分布不均，使天然氣的海上運(yùn)輸成為可能，隨著天然氣資源開發(fā)的加快，我國的天然氣液化也進(jìn)入了一個新的階段。液化天然氣（LNG）在常壓下的溫度約為-162℃，大型的LNG儲運(yùn)設(shè)備不可能承受很高的壓力，只能是在常壓或低壓的條件下運(yùn)輸。
液化天然氣從生產(chǎn)到使用大致可以分為以下的五個部分：LNG的生產(chǎn)、運(yùn)輸、接收、分配、用戶。每個環(huán)節(jié)都存在著一定的輸送問題。為了提高LNG船儲罐的保冷效果，降低LNG的蒸發(fā)率，從發(fā)展方面來看，選取合適的絕熱保冷材料是十分必要的。
六：氣凝膠在建筑保溫節(jié)能 工業(yè)節(jié)能的應(yīng)用
建筑業(yè)是我國材料消耗最快的行業(yè)之一，其能耗占全國總比重的百分之三十以上。我國每年城鄉(xiāng)新建房屋建筑面積近20億平方米，其中80%以上為高能耗建筑；既有建筑近400億平方米，95%以上是高能耗建筑。目前我國單位建筑面積能耗是發(fā)達(dá)國家的2～3倍以上，因此政府推行節(jié)能減排政策的力度在逐步加大，多個建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)被提出，旨在促進(jìn)和規(guī)范建筑節(jié)能材料的發(fā)展。 目前市場上出現(xiàn)和正在研究的建筑保溫隔熱材料種類繁多，從材料組成方面可以分為2大類，一種是無機(jī)保溫隔熱型材料，如加氣混凝土、玻璃纖維、巖棉等；一種是有機(jī)保溫隔熱材料，如擠塑聚苯板和聚苯顆粒等。但目前傳統(tǒng)保溫材料在綜合保溫效果上普遍存在著一定的問題。
傳統(tǒng)材料保溫現(xiàn)狀：
1. 隔熱效率低，節(jié)能減排效果不顯著；
2. 環(huán)保性能差，產(chǎn)品廢棄后難以處理，污染環(huán)境；
3. 疏水性能差，變形系數(shù)大，使用壽命短；
4. 部分材料不防火，且高溫下易釋放有毒有害氣體。
氣凝膠材料的保溫優(yōu)勢：
● 導(dǎo)熱系數(shù)低，保溫性能好，保溫層厚度薄，節(jié)省空間；
● 防火、疏水性能好，使用壽命長；
● 安全環(huán)保，對環(huán)境無損害；
● 多孔結(jié)構(gòu)，比表面積高，隔音降噪，創(chuàng)造舒適環(huán)境；
● 便于裁剪，施工方便，降低施工成本。
氣凝膠在建筑行業(yè)保溫的應(yīng)用
氣凝膠是一種具有超低密度的固體新材料。具有納米多孔結(jié)構(gòu)，有極強(qiáng)的保溫隔熱性能，是一種具有廣泛應(yīng)用前景的新型絕熱材料，且廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè)。
氣凝膠及其復(fù)合材料在不同建筑領(lǐng)域，有不同的應(yīng)用，可以起到卓有成效的節(jié)能效果。材料包括氣凝膠氈/板、氣凝膠保溫砂漿、氣凝膠陽光板，氣凝膠隔熱涂料等。
可以作為墻體保溫系統(tǒng)中保溫材料的合理替代氣凝膠建筑材料， 是一種保溫性能優(yōu)越的 A 級防火隔熱材料，其導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)低于目前市場上已有的用于建筑保溫節(jié)能領(lǐng)域的無機(jī)類保溫材料，如巖棉板、膨脹?；⒅楸厣皾{、泡沫水泥板、泡沫玻璃等，氣凝膠材料絕對性能優(yōu)勢。完全憎水的無機(jī)隔熱材料，氣凝膠隔熱材料是極佳的保溫材料選擇。
其導(dǎo)熱系數(shù)和不論與現(xiàn)有有機(jī)保溫材料或者無機(jī)保溫材料相比都具有很大的優(yōu)勢。將目前市場上成熟的墻體保溫系統(tǒng)中保溫材料使用氣凝膠材料進(jìn)行合理的替代，并對輔助材料配方進(jìn)行合理調(diào)整可以起到集合各方優(yōu)勢的效果。凝膠材料具有很好的保溫隔熱性能和防火性能，是傳統(tǒng)保溫材料理想替代品。
應(yīng)用在保溫砂漿中氣凝膠顆粒的粒徑為 0.5~5.0mm，密度為 40~380 kg/m3， 孔徑為 25~45 nm，可以控制工藝條件制備出合適粒徑及密度的氣凝膠顆粒材料。這樣的氣凝膠顆粒材料可以與普通無機(jī)膠凝材料復(fù)合制備保溫砂漿，根據(jù)用途不同調(diào)節(jié)配比可以作為墻體外保溫層材料、墻體夾芯保溫填充層材料等。
結(jié)合氣凝膠材料超低的導(dǎo)熱系數(shù)的優(yōu)勢，氣凝膠顆粒材料在保溫砂漿中的應(yīng)用具有具有一定的優(yōu)勢。 氣凝膠保溫砂漿具有良好的隔熱保溫特性，擁有較低的導(dǎo)熱系數(shù)，防火等級達(dá)到A級，可以廣泛應(yīng)用于外墻、內(nèi)墻保溫。特別在舊房改造、博物館、藝術(shù)館維護(hù)等，具有極其明顯的隔熱保溫優(yōu)勢。
應(yīng)用于保溫裝飾一體化板
保溫裝飾一體化板是墻體保溫一個新的發(fā)展方向，其具有施工方面優(yōu)勢，也可實現(xiàn)工廠化預(yù)制生產(chǎn)，具有規(guī)模效應(yīng)。這也是現(xiàn)場施工保溫系統(tǒng)所不能比擬的。
保溫裝飾一體化板的發(fā)展大體經(jīng)歷了 3 個階段，第一個階段是保溫材料層與飾面層簡單的粘結(jié)復(fù)合， 這種復(fù)合板結(jié)構(gòu)簡單，強(qiáng)度較低，抗沖擊能力差，極易變形; 為了克服簡單復(fù)合板的缺陷，研制了在 2 層保溫材料層之間加入一定厚度的鋁板的第二代保溫裝飾一體化板，這種板材的強(qiáng)度和抗沖擊性能有所提高，而加入鋁板所帶來的缺陷是水汽被封閉在保溫系統(tǒng)內(nèi)部不易排出，容易對保溫系統(tǒng)形成破壞;隨之發(fā)展而來的第三代保溫裝飾一體化板，在飾面層與隔熱保溫層之間設(shè)置一層纖維增強(qiáng)水泥板以增強(qiáng)系統(tǒng)強(qiáng)度， 并且在保溫層內(nèi)側(cè)增設(shè)界面層以增強(qiáng)保溫層與基層墻體的粘結(jié)親和力。
氣凝膠材料在墻體夾芯保溫中的應(yīng)用
氣凝膠材料在墻體夾芯保溫系統(tǒng)中應(yīng)用的優(yōu)勢在于，其質(zhì)量較輕，導(dǎo)熱系數(shù)較低，且 A 級不燃。同時使用壽命可以達(dá)到與建筑物同壽命;與無機(jī)類保溫材料相比，氣凝膠具有更低的導(dǎo)熱系數(shù)，這就意味著使用較少的氣凝膠材料既可以到達(dá)傳統(tǒng)較厚保溫材料才能達(dá)到的效果。而夾芯材料厚度的降低，不僅僅是保溫材料本身的節(jié)約，因為可以減少間隙空間，這將減少包裹體材料，將能夠降低整個墻體的厚度，增加使用面積，減輕墻體自重，對應(yīng)的可以提高結(jié)構(gòu)安全性。
墻體夾芯保溫材料中常用的是成型的板材產(chǎn)品，如巖棉板或者砂漿類材料如膠粉聚苯顆粒保溫砂漿以及現(xiàn)場施工澆注發(fā)泡的無機(jī)發(fā)泡類保溫材料，如泡沫水泥等。氣凝膠材料應(yīng)用于墻體夾芯保溫既可以使用成型的板型制品如氣凝膠氈或氣凝膠板等做夾芯層，也可以使用摻入了氣凝膠顆粒制備的保溫砂漿作為夾芯填充料。
在建筑膜結(jié)構(gòu)的應(yīng)用
膜結(jié)構(gòu)一改傳統(tǒng)建筑材料而使用膜材，其重量只是傳統(tǒng)建筑材料的三十分之一。而且膜結(jié)構(gòu)可以從根本上克服傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)在大跨度（無支撐）建筑上實現(xiàn)時所遇到的困難，可創(chuàng)造巨大的無遮擋的可視空間。其造型自由輕巧、阻燃、制作簡易、安裝快捷、節(jié)能、使用安全等優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用在世界各地。
氣凝膠氈產(chǎn)品有極佳的柔韌性，極低的導(dǎo)熱系數(shù)，良好的光透射率，可以完美的運(yùn)用于建筑膜結(jié)構(gòu)。
氣凝膠隔熱涂料在建筑行業(yè)的應(yīng)用：
氣凝膠隔熱涂料主要應(yīng)用在建筑外表，可以替代傳統(tǒng)的隔熱涂料產(chǎn)品。
氣凝膠隔熱涂料有超低的導(dǎo)熱系數(shù)，保溫隔熱優(yōu)勢明顯，將越來越廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè)。
隨著國家對節(jié)能減排要求的不斷提高，及人們對生活品質(zhì)的追求，建筑保溫逐漸成為建筑領(lǐng)域的一個重點(diǎn)課題。
對于一棟建筑物來說，幾乎所有部位，都涉及到需要保溫隔熱的問題。包括建筑內(nèi)外墻，屋頂，地板，玻璃窗戶。唯有整體保溫隔熱，才能真正的達(dá)到節(jié)能減排的目的。
在國外市場上，氣凝膠復(fù)合保溫材料最大的應(yīng)用就是在建筑材料領(lǐng)域。美國住建部門對房屋的隔熱性能有明確嚴(yán)格的規(guī)定，開發(fā)商們以前為了達(dá)到這樣的規(guī)定，都必須給房屋內(nèi)外墻，地板，加裝厚厚的保溫層，直到氣凝膠復(fù)合材料的出現(xiàn)。美國的建筑墻體因此而大幅度變薄，房屋的凈空間大幅增加，占地變小。而帶來的成本增加，節(jié)能率誠實的傳遞到最終消費(fèi)者身上。
建筑保溫主要從建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)上采取措施，同時減少建筑物室內(nèi)熱量向室外散發(fā)的措施，對創(chuàng)造適宜的室內(nèi)熱環(huán)境和節(jié)約能源有重要作用。通過氣凝膠與其它多種建筑保溫材料復(fù)合使用，能夠提升市場上現(xiàn)有建筑保溫的材料的保溫性能，提升節(jié)能效率。
七、氣凝膠的新應(yīng)用機(jī)會
氣凝膠在生物醫(yī)藥方面應(yīng)用：
氧化鐵氣凝膠可作為醫(yī)藥載體對細(xì)胞進(jìn)行定向靶位引導(dǎo)，直擊病原體。與其他物質(zhì)混合壓片，由于氣凝膠內(nèi)部較大的孔隙與比表可以更有利于藥物的釋放。
氣凝膠在化學(xué)傳感器方面應(yīng)用：
通過氣凝膠表面的基團(tuán)以及所吸引電荷充當(dāng)不同作用傳感器。
氣凝膠在農(nóng)業(yè)方面應(yīng)用：
可作為菜農(nóng)溫室保溫材料等，氣凝膠玻璃代替?zhèn)鹘y(tǒng)玻璃蓋板可大大提高集熱器效率，其良好的絕熱性能可以減少蓋板與吸熱板及蓋板與周圍環(huán)境的熱損失。
氣凝膠在汽車運(yùn)輸方面應(yīng)用：
可作為汽車輪胎填料增加輪胎的耐磨性能等；可以作為汽車發(fā)動機(jī)內(nèi)部的隔熱體，降低發(fā)動機(jī)熱損傷。
氣凝膠在日常方面應(yīng)用：
可作為鞋墊、運(yùn)動鞋、服裝的填充層，在較低溫度下進(jìn)行保溫。2000 年，英國登山家安尼?帕爾門特穿上帶氣凝膠鞋墊的靴子爬上珠穆朗瑪峰，他的睡袋里也有一層這種新材料。
氣凝膠在環(huán)境凈化應(yīng)用：
納米材料因其極大的比表面積及其特殊的納米多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使其具有很好的吸附性能，是活性炭吸附能力的6倍，可用于水體凈化和油污吸附以及VOCs氣體吸附，是一種新型綠色環(huán)保吸附材料。
廢氣凈化處理設(shè)備包括有機(jī)廢氣凈化處理系統(tǒng)和無機(jī)廢氣凈化處理裝置。有機(jī)廢氣凈化主要包括各種烴類、芳環(huán)烴類、醇類、醛類、酸類、酮類和胺類等。
無機(jī)廢氣凈化主要包括硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、鹵素及其化合物等。
工業(yè)廢氣治理污染主要是人類在生產(chǎn)和生活活動過程中燃燒礦物燃料（煤和石油），采礦時鑿巖、爆破，建材粉碎、篩分，冶煉鑄造等而造成的。大氣污染物主要有塵埃顆粒、二氧化碳、二氧化硫或氮氧化物幾種。
大氣中由于有了大量的氮氧化物、硫氧化物，才發(fā)生大氣污染，由于產(chǎn)生了一件又一件的污染事件?？茖W(xué)家針對這類氧化物的性質(zhì)，提出了解決污染的技術(shù)有吸收法、吸附法、冷凝法、催化轉(zhuǎn)化法、燃燒法、生物凈化法、膜分離法和稀釋法。氣凝膠自身擁有的超強(qiáng)吸附能力，尤其是針對苯類污染物有非常好的吸附凈化效果，可用于工業(yè)和日常類的氣體和水污染處理。等等
