
【化】 aerosil
【计】 silicon dioxide
【化】 silica; silicic acid anhydride; silicon dioxide
【医】 silex; silica; silicon dioxide
【化】 aerogel
【医】 aerogel
二氧化硅气凝胶(Silica Aerogel)是一种由纳米级二氧化硅颗粒构成的多孔超轻固体材料,其英文名称为“silica aerogel”,具有独特的物理化学性质。根据美国化学会(ACS)的定义,该材料通过溶胶-凝胶法制备,随后采用超临界干燥技术去除溶剂,最终形成三维网状结构,孔隙率可达99.8% 。
从结构特性来看,二氧化硅气凝胶的密度仅为3 kg/m³(约为空气的三倍),且热导率低至0.015 W/(m·K),这一数据被英国皇家化学会(RSC)列为已知固体材料中隔热性能最佳的物质之一 。其纳米孔洞结构能有效抑制气体分子热运动和气相对流传导,这一原理在《自然》期刊的纳米材料综述中被详细阐释 。
在应用领域,美国国家航空航天局(NASA)的科研报告指出,二氧化硅气凝胶已成功用于火星探测器的隔热层和太空服保温系统 。根据材料科学数据库ScienceDirect收录的研究,该材料在建筑节能、石油吸附和药物缓释等领域也展现出显著潜力 。
二氧化硅气凝胶是一种由二氧化硅(SiO₂)组成的纳米多孔固态材料,具有独特的结构和性能。以下是其核心特点及定义解析:
二氧化硅气凝胶属于气凝胶的一种,其结构由纳米量级超微颗粒聚集形成三维网络,孔隙中充满气体(如空气)。因其半透明外观和极轻特性,常被称为“固态烟”或“冻住的烟”。
主要通过溶胶-凝胶法(硅源与溶剂反应形成凝胶)和超临界干燥法(高压高温下直接转化溶胶)制备,避免传统干燥导致的孔隙塌陷。
尽管性能优异,但其脆性高(易断裂)和制备成本高(需精密工艺)限制了小型化应用。
通过以上特性,二氧化硅气凝胶在多个高科技领域展现出不可替代的潜力。
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