重量仅为水的十分之一、超级保温绝热、防火防爆、隔音降噪……这种由中南大学研制的新型超级节能气凝胶玻璃近日在我国首次实现量产,填补了我国在气凝胶研发应用领域的一项空白。
气凝胶是世界上已知的最轻的固体材料,因其具有极低的导热系数,坚固耐用,耐高温、防爆等特点,在航空航天、国防军工、绿色建筑、新能源、环境治理、太阳能热利用等领域有着广阔的应用前景。美国、德国、法国、日本等工业先进的国家均投入巨资进行研发。
据介绍,到目前为止,世界上也仅有少数国家拥有高端透明气凝胶核心技术,并在航空航天、核技术、军工等领域得到应用,而民用领域应用还在起步阶段。就产业化而言,国内外气凝胶制造商已大量生产出低端气凝胶产品,但高端气凝胶产品目前仅美国、瑞典等少数国家能够生产,且尚未实现产业化。
在我国,中南大学以卢斌博士为核心的团队,经过10多年研究,突破并掌握了高端透明气凝胶技术,研制出“新型透明气凝胶材料”。2013年9月16日,经湖南省科技厅组织专家评审鉴定,认为该项技术“居国际领先水平”,具备产业化条件。其中拥有独立自主知识产权核心技术主要包括:高端透明绝热气凝胶新材料技术,快速超临界干燥工艺,大尺寸完整透明气凝胶生产工艺。
气凝胶在建材领域的应用
SiO2 气凝胶在建材领域的应用,在国内非常少,现在的研究主要在高附加值应用产品的开发,如应用在航天、药物载体等。而在国外,自2000年以后对于建筑用气凝胶材料已经有了一定的研究和应用。现在主要研究的方向有气凝胶节能窗、气凝胶涂料、气凝胶新型板材和屋面太阳能集热器。SiO2 气凝胶在热学、光学、声学等具有优异的性能,有望发展成为21世纪环保型高效保温隔声轻质新型建材。
SiO2气凝胶在节能建筑领域表的主要应用方面包括以下几个方面:气凝胶新型板材、真空绝热板;气凝胶复合玻璃棉保温板;柔性隔热毡;采光隔热板;气凝胶节能玻璃;屋面太阳能集热器等。
近年来国外绝热保温材料发展明显加快,由于整体纳米技术的发展,又激发起了人们对纳米孔超级绝热材料的重视,美国和欧洲各国的研究异常活跃,日本及韩国也进行了较多的开发。美国阿斯彭(ASPEN)公司对气凝胶隔热的研究较早,对气凝胶隔热机理认识比较深刻,主要针对柔性气凝胶隔热产品的开发和应用。但是,美国气凝胶产品对中国却是完全禁用的。
国内的同济大学、厦门大学、北京科技大学、北京建筑材料科学研究总院等对SiO2气凝胶也有研究,但都仅限于基础研究领域。浙江的绍兴市纳诺高科有限公司率先将SiO2气凝胶产业化,但该公司在生产过程中要用到价格昂贵的有机硅作为原料,同时还要应用投资较大的超临界技术,因此生成的SiO2气凝胶价格非常昂贵(高达2000~3000元/kg),限制了其使用范围。
(转自:中国粉煤灰产业联盟)