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隨著納米技術的發(fā)展，國內(nèi)外納米材料的研究不斷升溫，納米孔氣凝膠超級絕熱材料的研究也不斷走向?qū)嵱没凸I(yè)化。氣凝膠(Aerogel)通常是指以納米量級超微顆粒相互聚集構(gòu)成納米多孔網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，并在網(wǎng)絡孔隙中滿氣態(tài)分散介質(zhì)的輕質(zhì)納米固態(tài)材料。氣凝膠的孔隙率高達80%~99.8%，密度可低至0.003g/cm³，因其半透明的色彩和超輕質(zhì)量，氣凝膠有時也被稱為“固態(tài)煙(Solidsmoke)”或“凍煙(Frozensmoke ) "。由于氣凝膠具有獨特的性能，其納米級孔徑可顯著降低氣體分子熱傳導和熱對流，纖細的納米級骨架顆?？娠@著降低固態(tài)熱傳導，具有極低的熱導率(常溫熱導率低于空氣)，同時還具有低密度，是一種較為理想的輕質(zhì)、高效隔熱材料。
目前，國內(nèi)外所報道的氣凝膠隔熱材料主要包括SiO2氣凝膠、ZrO2氣凝膠、Al2O3氣凝膠、Si-C-O氣凝膠，其中以納米孔SiO2氣凝膠材料的研究最為廣泛。SiO2氣凝膠是由納米級SiO2微粒相互連接而成的具有三維網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的納米孔固體材料，其一般制備工藝如下:首先通過溶膠一凝膠形成連續(xù)的納米量級的凝膠網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，然后經(jīng)超臨界干燥在不破壞其孔結(jié)構(gòu)的條件下除去凝膠納米孔洞內(nèi)的溶劑，最終得到納米孔SiO2氣凝膠。
氣凝膠隔熱材料在建筑、石化、航空航天等重要領域都廣泛使用。在民用領域中，瑞士和德國采用氣凝膠設計的透明玻璃墻體是一種能夠有效積累太陽能熱量并防止熱量散失的節(jié)能材料;美國Cabot公司與Kawall公司共同的硅氣凝膠夾芯板，透光率達到2000，熱導率僅為0. 05W%/(mK);美國Aspen公司將氣凝膠與纖維等增強體復合已經(jīng)制備出柔性氣凝膠隔熱氈，并應用于管道、飛機、汽車等保溫體系中。在航空航天領域，1997年美國宇航局將氣凝膠作為隔熱材料率先應用于火星探測器中;美國國家宇航局(NASA) Ames研究中心還開發(fā)了陶瓷纖維一氣凝膠復合隔熱瓦，與原隔熱瓦相比，熱導率大幅度下降，強度大大提高，隔熱性能提高了10~100倍。
