气凝胶低成本产业化的实现将改变世界
气凝胶 改变世界的材料 《自然辩证法概论》课程论文
图2 气凝胶的分类 气凝胶——改变世界的新材料摘要：文中对气凝胶材料进行了较为详细介绍，主要包括该材料的研究背景、分类、特性、制备、表征及研究进展，并且从其在保温隔热、星尘采集、吸附、热损失、吸音降噪、防弹等方面的应用及其制品进行论述，以展现其奇特性能和运用，有望在未来改变我们的生活世界。
1. 气凝胶材料背景介绍有一种材料，它身轻如烟，它在光线下呈烂漫的蓝色，它可以抵御1000多度高温呵护娇艳的鲜花，它可以轻松的“踩”在几根绒毛上且不压弯它，它可以将1Kg 炸药的爆炸威力化为无形，它可以变身“海绵宝宝”吸附海上泄露的原油，它可以任你翻越雪山趟过火海仍护你周全，它创下了15项吉尼斯纪录……这个神奇的材料就是气凝胶（aerogel ，图1为气凝胶实物图）。
气凝胶曾被誉为改变世界的新材料，在航空航天、国防等高技术领域及建筑、工业管道保温等民用领域都有极其广泛的应用前景。
图1 气凝胶实物图（左氧化硅气凝胶；右氧化铝气凝胶）（注：图片来源网络）气凝胶不同于我们传统思维中的“胶”，它是一种具有零维的量子点、一维的纳米线或者二维的纳米片等低维纳米结构经三维组装而成的超轻多孔固体物质，孔隙率可高达99.8％，密度为1~3Kg/m ³，因其密度极低，所以也被叫做“冻结的烟”或“蓝烟”，其所获的吉尼斯纪录中就有一项为“世界上最轻的固体”，热导系数热导率约为0.013W/(m •K)，比表面积200~1000m 2/g [1]。
气凝胶的问世源于一个世纪前青年科学家们之间的打赌，斯坦福大学的Samuel Stephens Kistler 说他能在果冻无任何收缩的条件下除去其中所有的液体。
结果他赢了并发明了气凝胶，于1931年发表在自然杂志，内容只有半面[2]。
Kistler 利用溶胶-凝胶法制得凝胶后经超临界干燥技术制得结构完整的气凝胶，由于常规的蒸发干燥会使凝胶孔结构塌陷，得到碎裂的干胶或粉末，另外他指出几乎所有的材料都可制成气凝胶状态。
2023年气凝胶行业市场分析现状
2023年气凝胶行业市场分析现状气凝胶是一种具有微孔结构的新型材料，具有超低密度、高孔隙率、优异的保温隔热性能和声吸声隔性能等特点，在建筑、能源、环境等领域具有广阔的应用前景。
以下是气凝胶行业市场分析现状的详细介绍：一、市场规模及增长潜力：目前，全球气凝胶市场规模已经达到数十亿美元，预计未来几年将保持15%以上的年均增长率。
中国是全球气凝胶市场的重要参与者，2020年中国气凝胶市场规模已超过30亿元，并且有望在未来几年内继续保持较快增长。
二、市场应用分析：1. 建筑领域：气凝胶可以用于建筑保温、节能和隔热材料，可以有效降低建筑能耗，提高室内舒适度。
目前，气凝胶已广泛应用于屋顶、外墙、地板和窗户等部位。
2. 能源领域：气凝胶具有优异的隔热性能，可以用于隔热制冷冷热储能设备、热水器和热交换器等能源设备，有效提高能源利用效率。
3. 交通运输领域：气凝胶可以用于汽车、飞机和火车等交通工具的保温和隔音材料，有效减少能耗和噪音。
4. 环境领域：气凝胶可以用于油污水处理、脱硫除尘和垃圾焚烧等环保设施，有利于减少环境污染和改善环境质量。
三、行业竞争格局：目前，全球气凝胶行业竞争格局较为分散，主要厂商包括美国Aspen Aerogels、德国Basf、中国骏源科技等。
在中国市场，由于气凝胶行业的技术门槛相对较高，因此行业进入壁垒相对较高，目前主要的竞争对手主要集中在少数几家企业。
四、行业发展影响因素分析：1. 政策环境：随着全球能源环境问题日益突出，各国纷纷出台一系列节能减排政策，促进了气凝胶等节能环保材料的市场需求。
2. 技术创新：气凝胶是一种相对新型的材料，目前还有许多技术难题需要解决，如材料成本、稳定性和可持续性等问题，因此技术创新将是行业发展的重要推动力。
3. 市场需求：随着人们对能源消耗和环境污染的关注加大，对于节能环保材料的需求不断增加，这将推动气凝胶市场的快速发展。
五、市场前景及挑战：随着气凝胶应用领域的不断拓展和技术的不断创新，气凝胶行业市场前景广阔。
气凝胶的15个吉尼斯记录
气凝胶的15个吉尼斯记录气凝胶是一种具有特殊性质的材料，以下是关于气凝胶的15个吉尼斯世界纪录：1. 最轻的气凝胶，目前，最轻的气凝胶是由美国加州大学欧文分校的科学家制造的，其密度仅为0.16毫克/立方厘米。
2. 最大的气凝胶，截至目前，最大的气凝胶是由中国科学院合肥物质科学研究院制造的，其体积达到了3800立方厘米。
3. 最高吸附能力的气凝胶，德国科学家研发出一种具有极高吸附能力的气凝胶，可以吸附并存储大量的气体、液体或溶解物质。
4. 最低导热系数的气凝胶，气凝胶具有极低的导热系数，可以有效地隔热。
目前，最低导热系数的气凝胶由美国斯坦福大学的科学家研发。
5. 最高比表面积的气凝胶，气凝胶具有非常高的比表面积，可以提供大量的表面反应活性。
最高比表面积的气凝胶是由美国劳伦斯伯克利国家实验室制造的。
6. 最长寿命的气凝胶，气凝胶可以长时间保持其结构和性质不变，因此可以用于长期储存和保护珍贵物品。
最长寿命的气凝胶是由英国剑桥大学的科学家研发的。
7. 最高吸声能力的气凝胶，气凝胶具有良好的吸声性能，可以有效地吸收噪音。
最高吸声能力的气凝胶由日本科学家研发。
8. 最高吸湿能力的气凝胶，气凝胶可以吸湿并保持其稳定的结构。
最高吸湿能力的气凝胶是由德国科学家制造的。
9. 最高抗压能力的气凝胶，气凝胶具有出色的抗压能力，可以承受巨大的压力。
最高抗压能力的气凝胶由美国科学家研发。
10. 最高抗张能力的气凝胶，气凝胶具有出色的抗张能力，可以承受拉力。
最高抗张能力的气凝胶是由中国科学家制造的。
11. 最高抗剪切能力的气凝胶，气凝胶具有出色的抗剪切能力，可以承受剪切力。
最高抗剪切能力的气凝胶由美国科学家研发。
12. 最高抗温度能力的气凝胶，气凝胶可以在高温环境下保持稳定。
最高抗温度能力的气凝胶是由德国科学家制造的。
13. 最高抗化学腐蚀能力的气凝胶，气凝胶可以抵抗化学腐蚀。
最高抗化学腐蚀能力的气凝胶由美国科学家研发。
14. 最高透明度的气凝胶，气凝胶可以具有高度透明度，可以用于光学应用。
二氧化硅气凝胶材料的研究进展
二氧化硅气凝胶材料的研究进展作者：秦慧元来源：《科协论坛·下半月》2013年第01期摘要：二氧化硅气凝胶是一种结构可控的新型轻质纳米多孔性非晶固态材料，被称作“蓝烟”、“固体烟”，是目前已知的最轻的固体材料，具有低密度、高孔隙率、高比表面积、低热导率、低光折射率等特点，在力学、声学、热学、光学等诸多方面显示出独特性质，被称为“改变世界的神奇材料”。
介绍二氧化硅气凝胶材料的发展历史、制备方法、性质和应用前景。
关键词：气凝胶二氧化硅纳米材料中图分类号：O646 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）001-040-041引言气凝胶通常是指以具有纳米量级微细颗粒相互聚集构成的纳米多孔网络结构，并在纳米量级的网络骨架中充满大量气态分散介质的轻质纳米固态材料。
其中SiO2气凝胶，最受关注，也是近年来研究最多的气凝胶。
与碳气凝胶、Al2O3和TiO2等其它气凝胶相比，SiO2气凝胶原材料来源丰富，制备工艺简单，可控性好；性能方面，SiO2气凝胶同时兼有玻璃的高透明性，聚苯乙烯、聚氨酯类有机高分子材料的低热导率特性以及炭黑材料的高比表面积等特性。
图1A展示了SiO2气凝胶材料的低密度特性，密度范围为0.004-0.5 g/cm3，最轻的SiO2气凝胶材料密度仅是空气的三倍；图1B 展示了SiO2气凝胶良好的绝热特性，2-3厘米厚的气凝胶可以把800℃的高温降至30℃。
SiO2气凝胶结构的特异性和优良的综合性能受到越来越多的关注，仅1990 年以来，美国《科学引文索引》收录的关于SiO2气凝胶文献就多达800多篇，美国第 250 期《科学》杂志更将其列为20世纪 90年代十大热门技术之一。
有望和前几代神奇产品，如：20世纪30年代的酚醛树脂、20世纪80年代的碳纤维和90年代的硅树脂相媲美，并被称为未来可能改变世界的材料。
2 SiO2气凝胶发展历史早在 20 世纪 30 年代初，美国的斯坦福大学 Kistle就已经通过水解水玻璃的方法制得了SiO2湿凝胶，并且尝试用空气来置换湿凝胶中的液体溶液。
气凝胶——超级绝热保温材料
气凝胶——超级绝热保温材料气凝胶——改变世界的神奇材料二氧化硅气凝胶又被称作“蓝烟”、“固体烟”，是目前已知的最轻的固体材料，也是3迄今为保温性能最好的材料。
因其具有纳米多孔结构(1~100nm)、低密度(1,500kg/m)、低介电常数(1.1~2.5)、低导热系数(0.003~0.025 w/m•k)、高孔隙率(80,,99 8,)、高比表2面积(200~1000m/g)等特点，在力学、声学、热学、光学等诸方面显示出独特性质，在航天、军事、通讯、医用、建材、电子、冶金等众多领域有着广泛而巨大的应用前景，被称为“改变世界的神奇材料”。
气凝胶的特性及应用特性应用在所有固体材料中热导率最低，建筑节能材料，热学轻质，保温隔热材料，透明，浇铸用模具等。
超低密度材料密度 ICF以及X光激光靶 3(最低可达3kg/m)高比表面积，催化剂，吸附剂，缓释剂、离子交孔隙率多组分。
换剂、传感器等低折射率， Cherenkov探测器，光学透明，光波导，多组分, 低折射率光学材料及其它器件声学低声速声耦合器件低介电常数，微电子行业中的介电材料，电学高介电强度，电极，超级电容器高比表面积。
弹性，高能吸收剂，机械轻质。
高速粒子捕获剂气凝胶的发展世界上第一个气凝胶产品是1931年制备出的。
当时，美国加州太平洋大学(College of the Pacific)的Steven.S. Kistler提出要证明一种具有相同尺寸的连续网络结构的固体“凝胶”，其形状与湿凝胶一致。
证明这种设想的简单方法，是从湿凝胶中去除液体而不破坏固体形状。
如按照通常的技术路线，很难做到这一点。
如果只是简单地让湿凝胶干燥，凝胶将会收缩，常常使原来的形状破坏，破裂成小碎片。
也就是说，这种收缩经常是伴随着凝胶的严重破裂。
Kistler推测:凝胶的固体构成是多微孔的，液体蒸发时的液一气界面存在较大的表面张力，该表面张力使孔道坍塌。
此后，Kistler发现了气凝胶制备的关键技术(Kistler，1932)。
改变世界的十种新材料
改变世界的十种新材料改变世界的十种新材料有：1. 石墨烯：石墨烯是一种由单层碳原子组成的二维材料，具有出色的导电性能、极低的电阻率和极快的电子迁移速度。
它还有超出钢铁数十倍的强度和极好的透光性，因此在电子产品、能源、生物医学等领域有广泛的应用前景。
2. 气凝胶：气凝胶是一种高孔隙率、低密度、质轻、低热导率的材料，具有优异的隔热保温特性。
它被广泛应用于航空航天、建筑、汽车、纺织等领域。
3. 碳纳米管：碳纳米管是一种高电导率、高热导率、高弹性模量、高抗拉强度的材料，被用于制造电子产品、催化剂载体、传感器等。
4. 富勒烯：富勒烯是一种具有线性和非线性光学特性、碱金属富勒烯超导性的材料，被用于光电器件、超导材料等领域。
5. 非晶合金：非晶合金是一种高强韧性、优良的导磁性和低的磁损耗、优异的液态流动性的材料，被用于制造节能环保、高性能电机等领域。
6. 泡沫金属：泡沫金属是一种重量轻、密度低、孔隙率高、比表面积大的材料，被用于制造轻质材料、隔音材料、隔热材料等领域。
7. 离子液体：离子液体具有高热稳定性、宽液态温度范围、可调酸碱性、极性、配位能力等特性，被用于化学反应催化剂、电池电解液等领域。
8. 纳米点钙钛矿：纳米点钙钛矿具有巨磁阻、高离子导电性、对氧析出和还原起催化作用等特性，被用于制造高效能电池、传感器等领域。
9. 3D打印材料：3D打印材料可用于改变传统工业的加工方法，实现复杂结构的快速成型，被广泛应用于建筑、航空航天、医疗等领域。
10. 柔性玻璃：柔性玻璃改变了传统玻璃刚性、易碎的特点，实现了玻璃的柔性革命化创新，被用于制造曲面显示屏幕等领域。
这些新材料各具特点，在不同领域有着广泛的应用前景，为人类社会的进步和发展做出了重要的贡献。
中国领先世界十大科技
1.北斗系统
差分仪试验成功将精度从10米提升到1米，配合地 基增强系统精度将达到厘米级，并拥有短信功能。
2.2000预警机
全世界最先进，领先美国E-3C预警机接近一代。
பைடு நூலகம் 3.超级计算机
“天河2号”以每秒33.86千万亿次连续第六度称雄。 今年天河傻了，我国的神威·太湖之光超级计算机，速度 居然比天河还快三倍，真将美国甩出九道街外。
10.超轻气凝胶
浙江大学高分子系高超教授的课题组制备出了一种 0.16毫克/立方厘米的超轻气凝胶，刷新了目前世界上最 轻固体材料的纪录。
7.微晶钢(超级钢)
居世界领先地位，我国是目前世界上唯一实现超级钢 的工业化生产的国家，其他国家的超级钢尚未走出实验室。
8.脉冲强磁场实验装置
跻身世界上“最好”的脉冲场之列，在电源设计和磁 体技术方面取得的成就位列世界顶级。
9.纳米技术
清华大学魏飞教授团队成功制备出单根长度达半米以 上的碳纳米管，创造了新世界纪录，这也是目前所有一维 纳米材料长度的最高值。
4.雷达技术
在国际上首次实现对车辆等典型人造目标的三维高分 辨成像，这项技术在地理遥感和军事侦察领域有很好的应 用前景。”
5.3D打印
能够生产优于美国的激光成形钛合金构件。成为目前 世界上唯一掌握激光成形钛合金大型主承力构件制造且付 诸实用的国家。
6.激光技术
深紫外全固态激光器通过验收，成为目前世界上唯一 能够制造实用化、精密化深紫外全固态激光器的国家。
气凝胶行业分析报告
气凝胶行业分析报告气凝胶行业分析报告一、定义气凝胶是一种材料，具有高孔隙度、低密度、低介电常数、低热导率和高表面积等特点。
它主要通过凝胶法、超临界干法和号称干法等方法制备。
由于其轻质、高强度、较强的吸音性能和隔热性能等特点，被广泛应用于建筑、能源、电子、化工等领域。
二、分类特点气凝胶根据化学成分分为有机气凝胶和无机气凝胶两类，有机气凝胶主要基于聚氨酯的气凝胶，而无机气凝胶则基于二氧化硅、氧化铝或氆等材料。
从应用领域来看，气凝胶也可以分为建筑气凝胶、电子气凝胶、软体气凝胶和生物气凝胶等。
三、产业链气凝胶的生产主要分为原材料供应、气凝胶制备、气凝胶成型和气凝胶应用等部分。
原材料主要包括聚氨酯、二氧化硅、氧化铝、松香等，气凝胶制备分为凝胶化合物的合成、原料的混合和溶剂替换、胶体共混、干燥等阶段。
成型包括挤出成型、涂层成型、喷涂成型和注射成型等，应用领域主要包括建筑、能源、电子、化工等。
四、发展历程气凝胶的研究始于20世纪30年代，当时主要应用于空气过滤器和绝缘材料。
1970年代后，欧洲和美国开始关注气凝胶的新颖特性和潜在应用，慢慢地开始研究其在功能制品中的应用。
21世纪初，气凝胶应用领域逐渐拓展，国内外的相关研究不断深入，研发水平有所提高，气凝胶的应用市场也逐步扩大。
五、行业政策文件及其主要内容行业政策文件主要包括《2020年国家关键领域重点产品和服务创新合作联盟指南》，其主要内容是以联盟为基础，汇聚国内外经验，共享相关资源，推进气凝胶优秀新技术、新产品在市场上的应用，促进气凝胶产业可持续发展。
另外，国家发改委、工信部和科技部也发布了一些关于气凝胶的产业政策文件和指导意见，以推动气凝胶产业健康发展。
六、经济环境目前，全球市场上气凝胶的市场规模不断扩大，据市场研究公司预测，到2025年，全球气凝胶市场规模有望达到12亿美元以上。
气凝胶产业也成为一些国家和地区发展战略中的重要支柱产业之一，如美国、德国、日本、新加坡等，这些国家和地区的气凝胶产业发展较为成熟，市场规模较大。
玩出来的新材料——气凝胶
玩出来的新材料——气凝胶潘晶晶;王京阳【摘要】作为一种诞生于20世纪初的材料,气凝胶本不属于最近发现的“新材料”,然而近年来在多个领域的频繁亮相,令公众对这种材料产生了浓厚的兴趣,大呼新奇.与此同时,由于报道角度的不同,这种材料无疑成为了“多面体”,给人以扑朔迷离之感.本文旨在以科普的笔调重塑气凝胶的形象,结合气凝胶的历史浅谈对这种材料的认识,以期澄清疑惑,加深理解.【期刊名称】《自然杂志》【年(卷),期】2019(041)004【总页数】7页(P235-241)【关键词】气凝胶;制备;应用【作者】潘晶晶;王京阳【作者单位】中国科学院金属研究所,沈阳110016;中国科学技术大学,合肥230026;中国科学院金属研究所,沈阳110016【正文语种】中文1 科研与好奇的交汇人类与生俱来的好奇心推动着人们一次次对未知的探寻，气凝胶的发明也正是得益于此。
关于气凝胶有一个广为流传的故事：美国科学家Samuel Stephens Kistler 与同事打赌，看谁能够做到将果冻状凝胶中的液体去除而不使其骨架坍塌。
经过潜心的探索，这位科学家最终凭借超临界干燥技术在这场赌局中顺利胜出，并于1931年在Nature杂志上发表了题为“Coherent expanded aerogels and jellies”的文章[1]，这一年也因此成为公认的气凝胶诞生的年份。
气凝胶的英文名称“aerogel”可看成两部分的组合，“aero”+“gel”十分形象地描绘出了这种新材料的直观特点，即一种由气体填充的凝胶，据此不难联想到它所具备的高孔隙率、低密度的特点，以及由此衍生出的应用场景。
此后，Kistler博士并未减少对这种材料的兴趣，他尝试对制备工艺进行改进并围绕气凝胶开展了早期的应用探索。
在当时的背景下，受限于昂贵的设备、繁琐的制备工艺和骨架脆弱等问题，Kistler 直到去世也未能目睹他发明的新材料成为科学界的宠儿。
然而，他那跨越时代的眼界以及踽踽独行的坚守，让历史的指针最终还是偏向了他。
华阳新材料集团聚力转型升级扬帆蓝海产业
【编者按】国际顶级权威学术期刊《科学》第250期中，曾列出了10大能改变世界的新材料，其中气凝胶居于首位。
气凝胶是一种具有纳米多孔结构的新型材料，是目前已知的世界上最轻、保温性能最好的固体材料。
气凝胶在化工、石化、冶金、管道、热工设备、建筑、航天及军事等领域都具有非常广泛的应用价值与潜力。
据有关机构综合估算，气凝胶是一个百亿美元空间的新材料赛道。
气凝胶目前主要应用市场是能源化工领域，以油气管道、工业保温为主。
建筑建材赛道大有可为，将成为第2大应用场景，预计潜在市场空间超20 亿美元。
气凝胶化解了保温市场长期保温不防火，防火不保温的矛盾，成为解决“节能”与“消防”矛盾的关键性材料，为绿色建材产业发展提供了新动能。
此外，新能源汽车成为气凝胶在交通领域的主要增长引擎，气凝胶高温耐受性能有望解决三元电池安全痛点，意义非凡，预测2025 年全球新能源汽车电池用气凝胶空间达百亿元规模。
“十三五”期间，国家对于推广和应用新兴材料不断推行积极的引导政策。
“十四五”的开局之际，擘画新蓝图、开启新征程，气凝胶将迎来更大的发展机遇。
20Advanced Materials Industry新材料产业 NO.02 202121华阳新材料集团：聚力转型升级 扬帆蓝海产业■ 本刊记者/孙晓霞踏着时代潮流奔腾向前的节拍，华阳新材料科技集团有限公司（以下简称“华阳新材料集团”）在走过70年的峥嵘岁月和光辉历程后，如今正以崭新的面貌奋勇前行在新征程上。
华阳新材料集团，前身为成立于1950年的阳煤集团，曾为山西省属5大煤炭集团之一，70载春华秋实，为国家能源安全作出了巨大的贡献。
2020年10月27日，阳煤集团整体更名为华阳新材料集团，标志着华阳新材料集团这艘新材料号旗舰正式扬帆启航，同时也彰显了华阳新材料集团转型发展、进军新材料产业的笃定。
转型升级，势在必行带着对华阳新材料集团转型发展的若干问题，本刊记者采访了华阳新材料集团党委常委、总会计师高彦清。
气凝胶项目经营方案(范文参考)
气凝胶项目经营方案目录一、市场前景预测 (2)二、行业影响因素 (5)三、项目基本情况 (9)四、发展规划 (9)五、人力资源管理 (12)六、财务管理 (15)七、运营计划 (18)八、市场营销管理 (20)九、运营管理保障措施 (24)十、主要经济指标一览表 (27)声明：本文内容信息来源于公开渠道，所涉及项目数据根据行业模型获得，非真实项目指标。
对文中内容的准确性、完整性、及时性或可靠性不作任何保证。
内容仅供参考与学习交流使用，不构成相关领域的建议和依据。
一、市场前景预测（一）市场概况1、市场规模与增长气凝胶市场近年来经历了显著的增长。
根据市场研究机构的数据，2023年全球气凝胶市场规模约为20亿美元，预计到2028年将达到40亿美元，年均增长率为15%以上。
市场的扩张受到多个因素的推动，包括技术进步、需求增加和生产成本的下降。
2、主要应用领域气凝胶广泛应用于多个领域，包括建筑、航空航天、汽车、电子和能源等。
在建筑领域，气凝胶因其优异的绝热性能被广泛应用于墙体、屋顶和窗户的保温。
在航空航天领域，气凝胶用于热保护系统和隔热材料。
在汽车行业，气凝胶主要用于车身的隔热和减震。
（二）驱动因素1、技术进步气凝胶的生产技术近年来取得了显著进展，包括低成本的生产方法和高效的制造工艺。
这些技术进步降低了气凝胶的生产成本，提高了市场的接受度。
新型气凝胶材料的开发，如碳气凝胶和复合气凝胶，进一步扩展了其应用领域。
2、环境法规和节能需求全球范围内日益严格的环境法规和节能要求推动了气凝胶的市场需求。
气凝胶由于其卓越的绝热性能，有助于建筑和工业设备的节能，从而符合能源效率标准。
这一需求特别在北美和欧洲地区表现突出，推动了市场的快速增长。
3、消费者意识的提高随着公众对节能环保意识的提高，气凝胶作为一种环保材料受到越来越多的关注。
消费者对绿色建筑材料的偏好促使市场对气凝胶的需求增加，从而推动了市场的发展。
（三）挑战与应对1、生产成本尽管气凝胶的市场前景看好，但其生产成本仍然较高。
气凝胶项目介绍
气凝胶的市场个例
民用冰箱 在美国每年有 3 亿 平方英尺的绝热材料用于冰箱 消耗 20% 民有电量 主要绝热材料为 polyureane foam （R=0.63～0.97）, 有害环境（产生 温室効应， 破坏臭氧层， 然烧产生有毒物质） 使用气凝胶（R=1.76）可以提高绝热效果，节约能源，保护环境。
什么是气凝胶？
Samuel Stephens Kistler 1931年发明 最轻的固体：0.03 kg/m3 孔径率最高的纳米孔材料： 90%～99.8% 拥有最大比表面积： 200-1000 m2/g 热导率最低的固体材料：TC=12 mW/mK 隔热，透明， 憎水，防震， 隔音 化学性能稳定： 等同于玻璃 （SiO2)
16
输油管道的截面比较
17
液化气的生产，储存，运输及分销示意图
18
石油的生产，运输及分销所需隔热材料的比较
19
气凝胶隔热材料在石化企业的应用
20
气凝胶复合材料应用在石油冶炼，储存和管道输送上
安装示意图
1
2
3
4
5
6
22
气凝胶复合材料应用在暖气管道上的效果图 1
23
一层6mm厚的气凝胶复合材料可使热水管的 温度从86度降到30度
35
国外研究现状
目前国际上关于气凝胶材料的研究工作 主要集中在德国的维尔茨堡大学、BASF 公司、美国的劳伦兹·利物莫尔国家实验 室、桑迪亚国家实验室，法国的蒙彼利 埃材料研究中心，日本高能物理国家实 验室，美国阿斯潘公司，美国宇航局等。
36
国内研究现状
国内同 济大学侧重于气凝胶基础研究， 所制备的气凝胶隔热材料力学强度较小， 成形性较差，只有少量的实际应用。北 京科技大学利用硅酸钙石二次粒子与气 凝胶复合制备 隔热复合材料，仍处于实 验室阶段，无工程应用。纳诺高科为代 表的国内从事气凝胶隔热材料研究、生 产的企业起步较晚，技术力量薄弱，并 且无应用实例。
二氧化硅气凝胶介绍
如果要问世界上最轻的东西是什么？很多小伙伴也许会说最轻的是棉花，一片羽毛或是蒲公英等等。
在国际顶级权威学术杂志《科学》第250期中，列出了可以改变世界的十种新材料，而在这些新材料中有一种材料因为其独占多项世界纪录，位居十大新材料之首。
这种材料只比等量空气的重量要重一点点，但是却能抵抗1400摄氏度的高温，这比大多数金属熔点都要高，全世界的科学家都为它的这些独特性能所吸引，它的名字就是气凝胶。
一定浓度的高分子溶液或溶胶在特定的条件下，粘度就会逐渐增加，最后会失去液态的流动性，整个形态就会变成一种外观均匀，并保持一定形态的弹性半固体，而这种弹性半固体就被称为凝胶。
像我们小时候都喜欢吃的果冻就是常见的一种凝胶，这种凝胶是依靠水和其它液态充满内部后形成的，而在凝胶中充满气体就会变成另一种凝胶，这就是气凝胶。
气凝胶的特点气凝胶是世界上最轻的固体材料，这也被列入了基尼斯世界纪录，因其颜色呈现出淡蓝色，因此也被称为“蓝烟”，也有人将其称为“固体空气”。
在阳光的照射下气凝胶几乎透明，重量也非常的轻，气凝胶内部99.8%的是空气，而密度只有同样原材料是二氧化硅玻璃的千分之一，这些很轻的气凝胶只要一抽掉空气密度甚至就会比空气还低。
气凝胶是一种内部有很多空隙的固态物质，里面充满了空气，把它拿在手上看上去就像凝固的烟，非常轻盈，这种材料看起来脆弱不堪，但其实非常的坚固牢靠，气凝胶可以承受超过自身重量1000倍的压力。
气凝胶具有纳米级的孔隙，这使得不管是冷空气还是热空气都很难穿透它们，是目前热导率最低的固体材料，因此气凝胶也被用作设备的隔热。
气凝胶的应用气凝胶被称为可以改变世界的十大型材料之一，而这种神奇的型材料之所以被认为可以改变世界的原因是，气凝胶就如同一种神奇的魔法材料，除了气凝胶本身具有的特殊性能外，当把它加入到其它金属，纺织等传统材料中时，传统材料就会被全面加强，从而成为各种高精尖科技的基础，让那些传统材料瞬间就变成可以改变行业的新材料。
气凝胶的重大政策
气凝胶的重大政策关于气凝胶的重大政策，可以回顾一下近年来中国对气凝胶产业的扶持和引导措施：1. 国家层面战略规划：1)在“十四五”规划和2035年远景目标纲要中，将新材料列为战略性新兴产业重点发展领域，气凝胶作为先进功能材料的一种，受到高度关注。
2)国家在《新材料产业发展指南》等文件中明确提出支持包括气凝胶在内的新型轻量化、多功能化及高性能化材料的研发与产业化。
2. 科技研发支持：1)国家自然科学基金、“863计划”、“973计划”等科研项目持续资助气凝胶材料的基础研究和关键技术攻关。
2)科技部等部门通过技术创新项目等方式，推动气凝胶关键制备技术的研发和产业化应用示范。
3. 产业政策激励：1)为鼓励气凝胶产业的发展，各级政府出台了一系列优惠政策，如税收优惠、财政补贴、低息贷款等，以降低企业成本，促进技术研发和市场推广。
2)在《战略性新兴产业分类（2018）》中，将气凝胶及其制品纳入重要类别，从政策导向上给予明确支持。
4. 绿色建筑与节能减排政策：气凝胶因其出色的保温隔热性能，在建筑节能方面具有广阔的应用前景。
国家住建部等相关部委推出的一系列绿色建筑标准和节能减排政策中，对采用高效保温材料给予了积极倡导，这为气凝胶在建筑领域的推广提供了政策支持。
5. 航空航天等领域专项政策：在航空航天、新能源汽车、军事装备等高端领域，国家对于轻质高强材料的需求日益增大，而气凝胶因具备超轻、绝热等特点，成为这些领域的重要候选材料，国家在这方面也有相应的产业政策扶持。
综上所述，中国政府对气凝胶产业的重视体现在多个层面，通过制定一系列政策引导和支持其技术研发、产业化进程以及市场应用拓展。
随着政策环境的不断优化和完善，我国气凝胶行业有望迎来更快更好的发展。
气凝胶原料成本分析及功能性硅烷市场情况
产业链或加速脱瓶颈气凝胶自20世纪30年代发明以来一直是研究人员的宠儿，但在应用端却并没有得到普及。
究其原因是气凝胶的技术不够成熟、成本过高。
目前我们看到国内在气凝胶原料成本和工艺技术上或有巨大突破，因此看好气凝胶这一次的完全崛起。
原料成本有望下降硅基气凝胶产业链图表目前产业化程度最高的气凝胶为硅基气凝胶，其生产成本主要集中在原料硅源、干燥设备折旧和能耗三块，换言之气凝胶的成本下降需要在这三方面发力。
图表气凝胶产业链成本分布二氧化硅气凝胶的制备过程首先要得到二氧化硅凝胶，再通过干燥手段使气体取代凝胶中的液相从而形成气凝胶。
目前，生产原料有两种。
一种是无机硅源，包括水玻璃（硅酸钠）和四氯化硅，另一种是有机硅源，包括正硅酸甲酯（TMOS，又称四甲氧基硅烷）和正硅酸乙酯（TEOS，又称四乙氧基硅烷）等功能性硅烷。
其中，有机硅源纯度高，工艺适应性好，可以适配超临界干燥以及常压干燥工艺，但有机硅元作为原料的缺陷是价格高，目前国内外采用超临界干燥工艺的企业基本上都是采用有机硅源。
无机硅源相对更加廉价，但长期以来应用较少。
一方面是由于无机硅源只能应用于常压干燥技术，常压法发展还较不成熟；另一方面，以水玻璃为硅源的气凝胶制备过程中需要大量水洗凝胶中的钠盐，而钠盐的水溶液难分离，造成大量的废水难以处理，处理不当可能会造成大面积的土地盐碱化。
因此，目前最主流产业化生产路线是正硅酸酯为原料结合超临界干燥工艺的生产过程。
图表有机硅源和无机硅源对比正硅酸甲酯、正硅酸乙酯均属于功能性硅烷。
通常将主链为Si-O-C结构的有机硅小分子统称为功能性硅烷。
功能性硅烷按用途分类可以分为硅烷偶联剂和硅烷交联剂。
硅烷交联剂可以分为脱酸型、脱酮肟型和脱醇型三种。
制作气凝胶的正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷等属于脱醇型交联剂。
我国是世界最大的功能性硅烷生产、出口与消费国。
尽管中国功能性硅烷2019年产能占全球功能性硅烷产能的69.1%，位居第一，也是最大的出口国以及主要硅烷消费国。
关于气凝胶产业的几点思考word精品
关于气凝胶产业的几点思考2016年01月06日导语：这是一组关于中国气凝胶产业发展思考的文章。
仅为抛砖引玉，欢迎更多业内同仁可以在后台积极参与讨论，共同做大做强气凝胶产业。
序气凝胶，是一种具有纳米多孔结构的新型材料，1931年由美国Kistler.S.发明，因轻若薄雾蓝色泛蓝，又被称为蓝烟”冻结的烟”，创下15项吉尼斯纪录，在热学、光学、电学、力学、声学等领域显示许多奇特的性能，被称成为改变世界的神奇材料，列入20世纪90年代以来10大热门科学技术之一，是具有巨大应用价值的军民两用技术。
气凝胶因成分不同，主要有二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶、氧化锆气凝胶和碳气凝胶等。
当前，二氧化硅气凝胶的绝热性能最为引人注目，技术也最为成熟，国内外气凝胶的产业化发展大多围绕二氧化硅气凝胶绝热应用展开，下文如未特别说明，所称气凝胶均为二氧化硅气凝胶。
气凝胶因纳米多孔网络结构，孔隙率高达80〜99.8 %，室温导热系数可低达0.013w/(m?k)，是迄今为止绝热性能最好的材料，在航空航天、石油化工、电力冶金、船舶车辆、精密仪器、冰箱冷库、服装帐篷、建筑节能等领域的有广阔的应用前景，是传统隔热材料革命性替代产品。
伴随着中国经济转型升级，节能降耗政策的持续大力推进，以及中国实施多年的纳米材料战略，气凝胶材料近年来受到了政府、学术界、企业界和投资界的广泛关注。
气凝胶是中国正在逐步显示岀的与世界同行几乎同步且具有较强竞争力的的高新技术及产品之一，某种意义上，中国气凝胶产业的发展，对世界气凝胶产业的发展将产生越来越大的影响。
当前，中国大学在气凝胶领域研究的深度和广度，中国企业在低成本气凝胶制造技术方面的锲而不舍，均走在了世界的前面。
或许未来我们会看到有一家企业成为气凝胶领域的华为，依靠技术创新和低成本在全球攻城拔寨。
如果这一天到来，国内所有从事气凝胶行业的人员应该感到欣慰，因为遇上了最好的时代。
一、国内外气凝胶的市场情况1.1.全球气凝胶市场情况Allied市场研究公司2014年6月发布的报告称，全球气凝胶的市场价值在2013年2.218亿美元，估计到2020年可达18.966亿美元，在预测期内(从2014 -2020 )的年复合增长率为36.4%。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
二氧化硅气凝胶将引发新一轮的世界技术革命
李光武
北京四达特商业有限责任公司总经理
北京仓冠晟隆科技发展有限责任公司董事长
西藏圣一新能源股份有限公司研究院院长气凝胶作为被全世界科学界广泛关注的新材料，吸引着世界各国科学家倾力研究，经过数十年的研究，科学家们发现气凝胶可使众多行业、学科产生质的飞跃，在力学、声学、热学、光学、化学、物理学均有独特的优良性质，在节能领域、隔音、红外线吸收、催化剂材料、环境保护领域、新能源以及重要的军工、航天等领域都有广泛用途。
气凝胶的市场地位应用领域
在国际顶级权威学术杂志《科学》杂志第250期上，气凝胶被列为十大热门科学技术之一，被称为可以改变世界的多功能新材料。
在建筑节能、化工、催化、安全生产、环保、航空航天、军工、体育用品、工程塑料等领域的研究已经证明了气凝胶广阔的应用前景。
气凝胶又被称为“终极保温绝热材料”、“超级海绵”，生产耐高低温太空服、生产具有隐形、隔噪、防爆一体的航天器和军工产品，使用气凝胶生产新型网球拍的强度可提高十倍，气凝胶已被应用于声阻抗耦合材料、催化剂及载体、高效隔热材料、制备高效充电电池、建筑节能保温材料、太阳能光热设备等。
在市场方面，美国依靠其雄厚的资金实力，已经快速抢占了市场，在应用方面以航天航空为主，例如：捕获空间粒子，耐高低温太空服，航天器隔热材料等等，俄罗斯“和平”号空间站和美国“火星探路者”探测器上，都用到了气凝胶材料制造隔热瓦。
在军工航天产品上的应用也凸显了气凝胶的价值和地位。
英国“美洲豹”战斗机的机舱隔热层采用的就是SiO2气凝胶隔热复合材料，飞机上记录飞行状况数据的黑匣子也用气凝胶材料作为隔热层，美国阿帕奇直升机使用气凝胶隔离红外线，；。
二氧化硅气凝胶作为无机材料，具有制备A1及防火保温材
料的先天优势，目前采用气凝胶制造的保温板保、温型材、保温涂料已经试制成功，与现有气凝胶产品比较，其保温材料除板材外还可以根据客户要求制造各种型材，添加气凝胶的涂料更是有众多的有点，可以制造隔音、隔热、抗冲击、自清洁、隐形等具有单一或综合特性的涂料。
气凝胶涂料的除导热系数只有0.031w/K.M外，其疏水特性使制备的涂料进行防静电处理后，达到了不沾尘并且有荷叶托水珠那样的效果，使这种外墙涂料具有自清洁作用。
应用市场前景广阔。
气凝胶急需产业化发展
气凝胶是世界上密度最小、孔径为纳米量级的固体。
气凝胶种类繁多，主要有硅系、碳系、硫系、金属氧化物系、金属系等等。
常见的二氧化硅气凝胶，最早由美国科学工作者Kistler在1931年制得，但直到80年代才引起重视，其不断研究的结果出乎所有人的想象，一个又一个的研究成果带来了更为广阔的用途。
气凝胶诸多优异性能，使世界上主要技术科技大国都投入巨资开展研发工作，但由于技术路线的限制，能制备出良好性能的工艺方法还仅限于超临界干燥方式。
由于超临界干燥设备制备气凝胶工艺复杂、技术难度大、设备投资巨大而产量有限，使得生产出的气凝胶应用仅仅局限于军工、航天、石油，等应用领域。
虽然有如此优异的各项性能，但面对高昂的价格和稀缺的产品，包括建筑节能领域在内众多领域，对气凝胶只能望胶兴叹。
可见低成本产业化制备气凝胶是迫在眉睫的。
近十年，国际上关于气凝胶材料的研究工作主要集中在德国的维尔茨堡大学、BASF公司、美国的劳伦兹·利物莫尔国家实验室、桑迪亚国家实验室，法国的蒙彼利埃材料研究中心，日本高能物理国家实验室，美国阿斯潘公司，美国宇航局等；国内主要集中在在同济大学波尔固体物理实验室、中南大学、国防科技大学、绍兴纳诺高科、广东英德埃力生、山东科技大学、北京科技大学等，近几年更是几乎所有大学都涉及了气凝胶的研究。
气凝胶的分形结构、动力学性质、低温热学性质及网络骨架等引起人们的浓厚兴趣，气凝胶成了基础研究的对象。
这些研究机构院校将气凝胶特性的研究不断深化，也进行了许多产业化制备方法的研究，但始终没有突破干燥技术。
气凝胶研发上的重大突破
目前，气凝胶在国内年产量大约在1000立方米到2000立方米之间，由于产量小，只能用于重要的行业。
为扩大气凝胶的产量和应用范围。
北京四达特公司技术人员在进行科学论证后，经过研究实验，
实现了用常规设备制备出性能优异的二氧化硅气凝胶的目标，攻克了二氧化硅气凝胶低成本产业化的技术难题。
所生产出的气凝胶质量稳定，产品质量优异。
目前，采用产业化生产工艺和设备所生产出来的气凝胶，技术参数稳定在，导热系数0.014-0.016W/K.M , 堆比重0.08-0.1g/cm 比表面积650-750m2 / /cm3。
二氧化硅气凝胶低成本产业化制备技术的实现，使制备二氧化硅气凝胶的设备投入较超临界干燥技术所需设备成本降低了90%以上，并且所生产出来的气凝胶质量优异、性能稳定。
投资回报期也可由原来的15年以上降低至2年以内，气凝胶产业化制备技术，从根本上脱离了由于超临界干燥所带来的各种弊端，大型高压容器制造困难，制造成本高昂是面临的最大问题，国内还只能制造1立方米的超临界干燥设备，但数以千万的投资只能每年生产100立方米的气凝胶。
现气凝胶产业化生产技术将带来众多行业快速发展，建筑节能、工程塑料、环保、新能源等行业都将进入新一轮的快行线，在世界上同一领域抢占先机，正如人们所认知的，材料科学将引领世界科技进步。
为使中国新材料位居世界先进水平而努力欧盟虽然还在采用超临界干燥技术生产气凝胶，但已经把气凝胶确定为今后建筑节能保温材料的主要发展方向，因此，我们要充分利用目前的产品优势，将中国建筑节能水平迅速提高，大道或超过世界先进水平。
近年来中国新材料技术发展迅速，石墨烯产业化，碳纳米管研究，都位居世界前列，今天气凝胶产业化进程势必再次推动中国新材料科技水平先前迅猛发展。
附录：公司介绍
北京四达特公司成立于1996年，成立10多年来一直致力于国内技贸水平的提高。
2011年，公司转型为主要从事应用工程技术创新型科技研发公司，已经和正在研发的项目达到近20项，已经申请和授权专利10多项。
2011年公司转型，有技贸公司向科技公司发展，开展建筑节能方面的研究，，在气凝胶隔热保温材料、城市生活垃圾处理技术、城市废水处理技术，以及太阳能光热、光能、光电一体化技术、蓄能风力发电技术等方面取得了重要成果，技术处于世界先进水平。
2013年成立中外合资企业北京仓冠晟隆科技发展有限公司。