
气凝胶(Aerogel)是一种具有纳米多孔网络结构的超轻固体材料,因其独特的物理性质被誉为“固态烟雾”。以下是基于汉英词典视角的详细解释:
英文:Aerogel
词源:由“aero-”(空气)与“gel”(凝胶)组合而成,指通过超临界干燥技术去除凝胶中液体成分后保留的三维纳米多孔材料。
密度可低至3 mg/cm³(仅为空气的3倍),是目前世界上最轻的固体材料之一。其孔隙率高达80-99.8%,纳米级孔隙结构有效分散气体分子,实现极轻特性 。
热导率低至0.012-0.02 W/(m·K),优于静态空气(0.024 W/(m·K)),源于纳米孔隙抑制气体对流与固体热传导 。
可达600-1000 m²/g,提供优异的吸附与催化载体功能,适用于环境净化领域 。
美国宇航局(NASA)将二氧化硅气凝胶用于“星尘号”彗星尘埃收集,利用其低密度与高孔隙率捕获高速粒子而不破坏结构 。
作为透明隔热材料嵌入建筑玻璃,保温效率比传统材料提升70%,降低能耗30%以上(欧盟建筑能效报告)。
碳气凝胶用于超级电容器电极,功率密度达10 kW/kg;二氧化硅气凝胶吸附水中油污的容量可达自身重量40倍 。
气凝胶纳米结构调控与热学性能优化研究(注:链接为示例格式,实际引用需替换为有效DOI)
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气凝胶是一种独特的超轻多孔材料,其定义、特性及制备方法如下:
气凝胶是凝胶经特殊干燥工艺(如超临界干燥或常压干燥)去除溶剂后形成的固体材料,其内部充满气体,保留纳米级多孔网络结构。例如,浙江大学研发的全碳气凝胶密度仅0.16kg/m³,为空气密度的六分之一。
领域 | 典型应用场景 | 引用来源 |
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航天科技 | 航天探测器隔热层、火星车保温材料 | |
新能源 | 动力电池隔热、储能器件 | |
建筑工业 | 高效建筑保温材料 | |
功能材料 | 柔性纺织品(如保暖服饰) |
延伸知识:气凝胶分类包括硅基、碳基(如石墨烯)、有机聚合物等类型。其命名源于制备过程,而非物理状态(虽为固体但含气态介质)。
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