據統計,二氧化硅氣凝膠發展之初,全球年產量不足10萬立方米,三分之二產自美國。伴隨著氣凝膠產能最大廠家阿斯彭公司與國際材料企業巨頭巴斯夫簽署獨家供應和共同發展協議,氣凝膠一度被兩家巨頭“聯姻”壟斷。二氧化硅氣凝膠的應用主要集中在保溫隔熱領域,軍事領域和
據統計,二氧化硅氣凝膠發展之初,全球年產量不足10萬立方米,三分之二產自美國。伴隨著氣凝膠產能最大廠家阿斯彭公司與國際材料企業巨頭巴斯夫簽署獨家供應和共同發展協議,氣凝膠一度被兩家巨頭“聯姻”壟斷。二氧化硅氣凝膠的應用主要集中在保溫隔熱領域,軍事領域和航空航天領域。從國內區域市場結構來看,我國二氧化硅氣凝膠主要集中在華東、華南及西部地區,其中華東華南地區以民用隔熱為主,西北部地區以軍用隔熱為主。
氣凝膠在航天中的應用遠不止這些,美國國家宇航局的“星塵”號飛船正帶著它在太空中執行一項十分重要的使命———收集彗星微粒。科學家認為,彗星微粒中包含著太陽系中最原始、最古老的物質,研究它可以幫助人類更清楚地了解太陽和行星的歷史。2006年,“星塵”號飛船將帶著人類獲得的第一批彗星星塵樣品返回地球。氣凝膠因其半透明的色彩和超輕重量,有時也被稱為“固態煙”或“凍住的煙”。這種新材料看似脆弱不堪,其實非常堅固耐用,最高能承受1400攝氏度的高溫。氣凝膠的這些特性在航天探測上有多種用途。俄羅斯“和平”號空間站和美國“火星探路者”探測器上,都用到了氣凝膠材料。
2013年國際上關于氣凝膠材料的研究工作主要集中在德國的維爾茨堡大學、BASF公司、美國的勞倫茲·利物莫爾國家實驗室、桑迪亞國家實驗室,法國的蒙彼利埃材料研究中心,日本高能物理國家實驗室等。國內主要集中在同濟大學波爾固體物理實驗室、國防科技大學、清華大學、浙江大學、哈爾濱工業大學、納諾科技有限公司及廣東埃力生高新科技有限公司。
據中研普華研究報告《2019-2025年中國二氧化硅氣凝膠行業發展戰略及投資風險預測報告》分析
在分形結構研究方面。硅氣凝膠作為一種結構可控的納米多孔材料,其表現密度明顯依賴于標度尺寸,在一定尺度范圍內,其密度往往具有標度不變性,即密度隨尺度的增加而下降,而且具有自相似結構,在氣凝膠分形結構動力學研究方面的結構還表明,在不同尺度范圍內,有三個色散關系明顯不同的激發區域,分別對應于聲子、分形子和粒子模的激發。改變氣凝膠的制備條件,可使其關聯長度在兩個量級的范圍內變化。因此硅氣凝膠已成為研究分形結構及其動力學行為的最佳材料。
科學家聲稱,二氧化硅氣凝膠的基本制備原理是除去凝膠中的溶劑,讓其保留完整的骨架。在以往制備氣凝膠的案例中,科學家主要采用溶膠—凝膠法和模板導向法。前者可以批量合成,但是可控性差;后者能產生有序的結構,但依賴于模板的精細結構和尺寸,難以大量制備。
高超課題組另辟蹊徑,探索出無模板冷凍干燥法:將溶解了石墨烯和碳納米管的水溶液在低溫下凍干,便獲得了“碳海綿”,并且可以任意調節形狀,令生產過程更加便捷,也使這種超輕材料的大規模制造和應用成為可能。
據專家介紹,“碳海綿”具備高彈性,被壓縮80%后仍可恢復原狀。它對有機溶劑具有超快、超高的吸附力,是迄今已報道的吸油力最高的材料。現有的吸油產品一般只能吸自身質量10倍左右的液體,而“碳海綿”的吸收量是250倍左右,最高可達900倍,而且只吸油不吸水。“大胃王”吃有機物的速度極快:每克這樣的“碳海綿”每秒可以吸收68.8克有機物。 20世紀,實驗室正在對這一材料的吸附性能進行進一步的應用性研究。科研人員聲稱,“碳海綿”還可能成為理想的相變儲能保溫材料、催化載體、吸音材料以及高效復合材料。不過很難準確預計其應用領域與前景,還得依靠社會以及產業界的想象力,讓這個新材料走出實驗室,實現應用價值。
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2019-2025年中國二氧化硅氣凝膠行業發展戰略及投資風險預測報告
二氧化硅氣凝膠材料已經逐漸從實驗室的研發階段步入工業化應用階段,但是其生產成本高,生產規模小,導致其應用規模和應用領域受限。目前,二氧化硅氣凝膠的應用主要集中在保溫隔熱領域,軍事領...
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