成长之路

说起纳米，大家会比较熟悉。说起纳米材料界的新星——气凝胶（Aerogel），估计很多人知其然而不知其所以然。气凝胶是指由纳米级胶体粒子或高聚物分子构成的多孔性非晶固体材料，是目前合成材料中最轻的聚集态材料。同时也是当今绝热性能最好的材料。

早在1931年，Steven.S.Kistler就开始研究气凝胶。他最初采用的方法是用硅酸钠水溶液进行酸性浓缩，用超临界水再溶解二氧化硅，用乙醇交换孔隙中的水后，利用超临界流体干燥技术制成了最初的真正意义上的气凝胶。

上世纪70年代，在法国政府的支持下，Stanislaus Teichner在寻找一种用于存储氧和火箭燃料的多孔材料的过程中，找到一种新的合成方法，即把溶胶- 凝胶化学方法用于二氧化硅气凝胶的制备中。这种方法推动了气凝胶科学的发展。

1983年Arlon Hunt 在Berkeley 实验室发现可用更安全、更廉价的二氧化硅气凝胶制作方法。与此同时，微结构材料研究小组发现可用具有更低临界温度和临界压力的二氧化碳超临界流体取代乙醇作为超临界干燥的流体，使得超临界干燥技术得以向实用化阶段迈进。

80年代后期，Larry Hrubesh领导的研究者在Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) 制备了世界上最轻的二氧化硅气凝胶，密度是0.003 g/cm 3，仅有空气的3倍。不久之后，Rick Pekala(LLNL) 制备了有机气凝胶，包括间苯二酚-甲醛气凝胶、三聚氰胺-甲醛气凝胶。间苯二酚-甲醛气凝胶能够被热解得到纯碳气凝胶，该方法开创了气凝胶研究的新领域。

进入90年代以后，对于气凝胶领域的研究更为深入。美国的 Science 杂志把气凝胶列为十大热门科学之一。

我国于90年代初开始了气凝胶的研究工作。虽然起步比较晚，却呈现出良好的赶超态势。

应用之路

作为新材料的重要一份子——气凝胶的地位不言而喻。但为何如此重视气凝胶呢？

因为气凝胶的防热隔热性能非常优秀，所以其应用前景非常广阔。

1工业、建筑、管道、汽车等领域

凝胶在保温的稳定性上远远超越其他材料，用气凝胶隔热材料替代传统的保温材料，在各个领域应用都能体现出明显的节能效果。

2军事领域

可作为飞机机舱的隔热层材料，也可以作为核潜艇、蒸汽动力导弹驱逐舰的核反应堆、蒸发器、锅炉以及复杂的高温蒸汽管路系统的高效隔热材料。能有效隔热、保温、节能，增大舱内的使用空间，改善工作环境。

3环保领域

科学家们将气凝胶亲切地称为“超级海绵”，因为其表面有成百上千万的小孔，具有强大的吸附能力，所以是非常理想的吸附材料，可以广泛用于水体治污，用于吸附水体中的染污物，比如对海上石油泄漏的现场进行油污回收处理。

4医药领域

亲水型气凝胶可用于药物缓释载体的作用，对提高药效的意义巨大。

5日常生活

将气凝胶作为冬季饱暖服装的衬料可以使服装既轻质又保暖。或者将其作为衬料用于消防服内，可以有效隔热，提高其火场生存指数。

在冷链物流领域，用气凝胶复合绝热材料替代传统材料，可用于保温层，有效提高保温效果，增大内部容积，是最理想的保温隔热材料。

制备之路

SiO2气凝胶制备方法主要包括超临界干燥和常压干燥两种方式。

1超临界干燥

超临界法制备的 SiO2气凝胶是块状的，性能较为优异。但制备工艺复杂、高压危险、设备要求高、技术难度大、能耗大、成本高、生产周期长、规模化生产难度大，投资巨大，产量低、难以普及推广。因此，世界各工业大国都投入巨资，研究非超临界制备气凝胶的方法，希望能够使气凝胶低成本大规模产业化生产，虽然经过20多年努力，但目前收效甚微。

2常压干燥

常压干燥制备的 SiO2气凝胶是粉末状的，无需大量设备，可操作性强、安全环保，为SiO2气凝胶的大规模工业化生产提供了可能；但目前报道的常压制备工艺繁琐，以水玻璃作为前驱体为例，依次顺序涉及离子置换、溶胶-凝胶过程、表面疏水化修饰、多梯度溶剂置换、干燥等过程，其生产制备周期耗时长，并且生产中耗费大量溶剂，且多种溶剂混合，回收分离困难，增加了产品的成本，从而限制了气凝胶的工业化大规模制备和广泛应用。

随着科技的日新月异，目前微松在常压干燥制备SiO2气凝胶这一方面已经取得重大突破。采用低成本的无机硅源为原料，利用常压干燥的方法可以制备出低密度、低导电系数、低热导率、低声传播速度、高孔隙率、性能优异的气凝胶。该产品性能可达到世界先进水平行列。

常压干燥法制备气凝胶，突破了气凝胶生产瓶颈，打破了国外技术壁垒，在气凝胶新材料产业化中站在世界前列。

且在同样产能下，本公司开发的气凝胶生产设备投资投入低，生产周期短、产量高，产业化前景广阔。