摘要：最近,Coperni品牌2024秋冬大秀上推出了全新产品——重量仅33克的“空气包”(Air Swipe Bag)。这个包有着雾蒙蒙的外观,看起来几乎像一朵云,是有史以来用纳米材料制作的最大的作品。Swipe系列包一直是Coperni品牌的明星产品之一,而这一次最新推出的空气包,是与塞浦路斯视觉艺术家IoannisMichaloudis教授合作开发的,采用了美国宇航局的纳米材料二氧化硅气凝胶(Colloidal-silica Aerogel)这种世界上最轻的固体之一制成。这种气凝胶通常被称为“蓝烟”或“固体烟雾”,具有海绵状多孔结构,是一种重量极轻且不易破碎的纳米材料,可以承受高达1200摄氏度的极端高温和4000倍其重量的压力。

摘要：基于分子动力学理论和模拟的算法,构建了非晶态二氧化硅模型以及初级粒子模型,研究了外界环境条件和气凝胶内部结构的变化对气凝胶固相热导率的影响规律。得到了300、500、800、1 200K四种环境温度下二氧化硅气凝胶材料的固相热导率,材料的固相热导率随着环境温度上升略有增加。同时探讨了初级粒子内部缺陷对骨架固相热导率的影响,一定孔隙率范围内,随着孔隙率的增加材料的固相热导率降低,当孔隙率逐渐增加至0.26后,模型能够很好地表征实际情况。所建立的非晶态气凝胶模型及算法对该类材料的微尺度传热分析及结构设计具有借鉴价值。

摘要：为了提高包装材料隔热保温性能,以SiO_(2)气凝胶(SA,silica aerogel)为改性剂,对低密度聚乙烯(LDPE,low density polyethylene)进行改性,采用共混流延法制备了具有优异隔热保温性能包装薄膜。研究了不同浓度SiO_(2)气凝胶对薄膜的力学性能、阻隔性能、亲疏水性能、热稳定性、导热系数等的影响,并设计隔热保温实验验证薄膜的保温性能。结果表明,二氧化硅气凝胶添加量为6%(质量分数)的薄膜综合性能最好,其导热系数达到了0.07 W/(m·K),并且具有良好的力学性能、阻隔性能、亲疏水性能和热稳定性,为其在食品包装中的应用提供了实验基础。

摘要：SiO_2气凝胶因具有超轻、超低热导率和可设计强等优异特性在隔热保温领域具有广阔的应用前景,成为当前的研究热点。然而,SiO_2气凝胶强度低、韧性差、易碎和易吸湿等性能缺陷严重地制约了其在航空航天、军事装备和建筑等潜在承载领域中的应用。通过复合改性不仅能提高SiO_2气凝胶的力学、绝热和耐温性能,还能实现功能化并降低成本,因而在越来越多的应用领域中取得大量的研究成果。将硅基气凝胶绝热复合材料归纳为掺杂型、涂层型、互穿网络型和组合型4大类,分别阐述了其国内外研究现状,结合其存在的问题及工业技术发展需求展望了其未来发展趋势,以期为制备高性能、低成本的绝热复合材料提供参考。

摘要：开发新型环境净化材料为解决当前环境污染问题和实现可持续发展提供了一个新的可行性方案。近年来,SiO_(2)气凝胶由于具有独特的三维纳米多孔结构,在隔热保温、油水分离、吸附催化等领域具有极大的应用价值。在吸附应用方面,SiO_(2)气凝胶因其固有的高孔隙率、轻量化、高吸附作用和表面易改性的特点,成为一种极具潜力的新型环境净化材料。然而纯的SiO_(2)气凝胶的吸附性能源于高孔隙结构毛细管作用,而不能对吸附质实现针对性吸收。得益于SiO_(2)气凝胶表面丰富的羟基,使其拥有进一步可表面改性的能力,这是其最大的优势。对SiO_(2)气凝胶进行表面功能化结构设计可实现针对污染物分子的选择性和特异性吸附。本文首先介绍了SiO_(2)气凝胶的特性及吸附机理,然后根据吸附对象的不同分类,主要从含油污水分离净化、有毒工业污水处理两个污染治理应用方面介绍了SiO_(2)气凝胶及其复合材料在水体污染物吸附消除方向的研究发展现状,着重讨论了功能化基团对污染物吸附作用的影响,总结了SiO_(2)气凝胶在环境保护领域的复合改进方法,最后对其未来在吸附应用方面的深入研究进行了展望。

摘要：SiO_(2)气凝胶力学性能差、导热系数在高温条件下上升迅速的缺陷限制了其替代传统保温材料的发展进程。通过纤维复合的方式制备的纤维增强型复合材料有效地改善了SiO_(2)气凝胶的力学和保温隔热性能,拓宽了其应用范围,是目前的研究热点之一。针对现有的研究成果,介绍了以短切纤维为增强相制备SiO_(2)气凝胶复合材料的工艺流程和纤维增强机理,综述了不同类型短切纤维改善SiO_(2)气凝胶力学和保温性能的研究进展,并对未来主要发展方向进行了展望。

摘要：以水性丙烯酸酯乳液为成膜物质,以二氧化硅气凝胶(SA)与空心玻璃微珠(HGB)为隔热填料,同时引入纳米孔和微米孔,制备了具有多尺度孔结构的保温隔热涂料。通过热常数分析仪测量不同SA、HGB体积比的涂层的导热系数。结果表明:涂层的导热系数与SA、HGB的体积比密切相关。涂层的导热系数随填料体积分数的增加而减小,当填料体积分数为70%,SA与HGM体积比为8∶2时,涂层导热系数最低为0.053 W(/m·K)。使用并联模型、串联模型、Maxwell模型、H-C模型对SA/HGM保温隔热涂层的导热实验数据进行拟合,发现当填料体积分数为30%时,涂层导热系数可以用Maxwell模型进行预测;当填料体积分数为50%和70%时,需要考虑涂层中开放孔隙的影响,涂层导热系数可以用基于Maxwell模型的修正模型进行预测。

摘要：氧烛在放氧过程中,外壁表面温度会超过300℃。为保证氧烛的使用安全,需设计合理的隔热结构。试验证明,将氧烛外壳设计成夹套式结构,在夹套内填充一定量的Al2(SO4)3.18H2O,或将氧烛放在夹套式结构的防护筒内使用,在夹套内填充二氧化硅气凝胶,都能将氧烛的外壁温度控制在安全温度以内。

摘要：以甲基乙烯基硅橡胶为基体(MVQ),二氧化硅气凝胶(Aerogels)、云母粉(Mica)和空心玻璃微珠(HGB)为隔热填料,制备了MVQ/Aerogels、MVQ/Mica、MVQ/HGB3种硅橡胶复合材料,并研究了隔热填料对硅橡胶性能的影响。结果表明,复合材料的隔热效果为MVQ-Mica<MVQ<MVQ-Aerogels<MVQ-HGB,其中MVQ/HGB的隔热性能最好,且导热系数和密度随着HGB用量的增加而减小,但随着HGB用量的增加,胶料力学性能下降明显;当HGB用量为5~10份时,力学性能优异,同时隔热性能也较为优异。

摘要：竹材展平技术是近年来竹材高效加工和利用的实用技术,可以推动中国竹产业向资源节约和高附加值方向发展,但竹材亲水性带来的尺寸稳定性差等问题,在竹材展平处理后更加明显。通过提高展平竹的疏水性和保温性,拓展其在家居制品领域的应用。利用二氧化硅气凝胶纳米材料对展平竹进行真空浸渍处理,浸渍时间分别3 h、9 h、3 h重复3次。浸渍完成后将试件60℃干燥至质量稳定。采用冷场发射扫描电子显微镜(FESEM)、接触角测试仪、导热系数测试仪对展平竹的表面形貌、水接触角和导热系数进行表征。随着浸渍次数和浸渍时间的增加,二氧化硅气凝胶纳米颗粒的附着量越多,且有大块堆积现象,PVA在一定程度上提高了二氧化硅气凝胶粉末的附着力;二氧化硅气凝胶浸渍改性后展平竹的导热系数降低了约41%,隔热性有了明显的提高;浸渍循环3次的表面水接触角最大,可达130°,与未处理展平竹的65°相比提高了1倍。经过二氧化硅气凝胶浸渍后的展平竹的疏水性和保温性明显提升,利用二氧化硅气凝胶粉末浸渍改性是制备疏水保温展平竹的一种简单便捷的方式,有望拓展展平竹在家居制品和室内装饰的应用。