質(zhì)地輕薄、干脆、微透，顏色呈淡粉、淡藍(lán)、乳白……記者在南京工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)室看到了未來發(fā)展的十大新材料之一——氣凝膠。氣凝膠是一種三維納米網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的納米材料，具有低密度、高比表面積和低熱導(dǎo)率等優(yōu)異性能，可用于建筑保溫和工業(yè)生產(chǎn)保溫，甚至可以代替非承重墻體結(jié)構(gòu)。南京工業(yè)大學(xué)學(xué)子發(fā)明了多種氣凝膠材料，促進(jìn)了建筑、工業(yè)生產(chǎn)等保溫材料的革新。
材料科學(xué)與工程學(xué)院的博士生劉思佳現(xiàn)在作為訪問博士生在懷俄明大學(xué)進(jìn)行學(xué)習(xí)，是氣凝膠材料研究的“老桿子”，大二開始他就在南京工業(yè)大學(xué)崔升教授的課題組做氣凝膠保溫相關(guān)的研究，對(duì)于氣凝膠的前景劉思佳滿懷信心。據(jù)他介紹說：“我國(guó)氣凝膠的研究是從90年代開始的，經(jīng)過不到30年的發(fā)展，現(xiàn)已得到廣泛的研究并已投入市場(chǎng)應(yīng)用?！?/p>
劉思佳使用發(fā)泡水泥、泡沫玻璃及發(fā)泡陶瓷等作為基體，結(jié)合真空浸漬和快速乙醇超臨界干燥工藝，制備出一系列發(fā)泡基體復(fù)合SiO2氣凝膠隔熱材料。這一發(fā)明克服了氣凝膠材料無法承重的缺陷，使氣凝膠具備抗壓折能力，甚至可用在某些特定結(jié)構(gòu)中作承重材料，替代非承重墻體。另外，崔升教授也表示：“氣凝膠屬A級(jí)保溫材料，遇到火星不會(huì)燃燒，將它作為保溫材料也能避免火災(zāi)的發(fā)生?！?/p>
工業(yè)節(jié)能見效益
晶硅生長(zhǎng)爐是光伏行業(yè)重要生產(chǎn)設(shè)備，其內(nèi)部較高的生產(chǎn)溫度亟需高效節(jié)能保溫隔熱材料，降低生產(chǎn)能耗。
南京工業(yè)大學(xué)材研1602班鎖浩對(duì)光伏行業(yè)中晶硅生長(zhǎng)爐進(jìn)行節(jié)能改造，提出制備成本低、使用周期長(zhǎng)及高溫?zé)釋?dǎo)率低的新型碳纖維增強(qiáng)碳化物氣凝膠材料，有效替換晶硅生長(zhǎng)爐中高純石墨氈，突破國(guó)外技術(shù)和資金雙重壁壘。該項(xiàng)目在剛剛結(jié)束的第十六屆“挑戰(zhàn)杯”競(jìng)賽江蘇省比賽中榮獲特等獎(jiǎng)。
應(yīng)用前景很友好
氣凝膠擁有廣闊的應(yīng)用前景，可應(yīng)用于航空航天、石油化工、新能源、汽車列車等領(lǐng)域?！叭绻诠P記本和手機(jī)底面用上這樣的保溫材料，可以引導(dǎo)熱量從周邊散出，有助于提高散熱效率、增強(qiáng)使用舒適度。”崔升教授介紹說，“氣凝膠還可以應(yīng)用到新能源汽車的鋰電池上，在鋰電池之間加上氣凝膠產(chǎn)品，可以防止每塊鋰電池的熱量互相影響，也可進(jìn)一步防止電池因高溫而導(dǎo)致燃燒?！?/p>
近年來，南京工業(yè)大學(xué)研發(fā)了包括隔熱用、吸附用、載藥用、光催化用和抗菌用等多種氣凝膠材料，形成了以沈曉冬、崔升為帶頭人的科研團(tuán)隊(duì)。氣凝膠成果已轉(zhuǎn)讓多家企業(yè)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。其中，基于納米氣凝膠絕熱材料的保溫管道、保溫水箱等項(xiàng)目，已累計(jì)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益24572萬元。在吸附領(lǐng)域，聚丙烯纖維復(fù)合氣凝膠材料系列產(chǎn)品有效應(yīng)對(duì)油污處理，也累計(jì)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益5452.4萬元。
