1931年气凝胶正式问世,,,是目前已知导热系数最低、、、、密度最低的固体材料,,,因轻若薄雾颜色泛蓝,,,又被称为“蓝烟”;具有超长的使用寿命、、、超强的隔热性能、、超高的耐火性能等,,被誉为“改变世界的神奇材料”。。
常规气凝胶比表面积~700m2/g,,孔隙率95%-99.8%,,均匀分布的纳米级孔隙结构几乎隔绝热传导和热对流,,,赋予其远胜其他传统材料的隔热性能,,导热率最低可达0.012-0.016 W/(m·K),,只相当于空气的1/2。。。
气凝胶有很多类型,,大多密度不会超过3mg/cm3;如,,,,全碳气凝胶密度更是低至0.16mg/cm3,,,,仅为常温常压下空气密度1/6。。
气凝胶是由纳米孔洞与纳米骨架组成的三维连续多孔材料,,,独特的结构赋予其超强隔热性能。。。。
相比其他保温材料,,气凝胶导热系数最低、、、质量最轻,,,,耐热温度更高。。。。
实现相同保温效果,,,,气凝胶厚度不足其余材料1/3;厚度更薄,,散热面积更小,,管线温降更低,,热效率更高,,,,同时******限度节约空间;若地下管道保温,,,,则大幅减少开挖量。。。
气凝胶除质轻、、、隔热性能优异外,,,还拥有众多其他优势:良好的防火性、、、、疏水性、、隔音性、、吸附性、、、、绿色环保性等。。
防火疏水:可达到国家建筑材料A1级不燃标准,,憎水率N98%;
持有耐候:气凝胶保温材料整体疏水,,不易吸水解体,,使用寿命可达10年以上,,,,相比传统保温材料寿命提高3-5倍;
隔音抗震:气凝胶的三维多孔网络结构可起到吸声降噪、、缓冲抗震的作用;
健康环保:产品已通过RoHS、、REACH、、ELV检测,,,不含对人体有害的物质;非常理想的吸附材料。。
由于气凝胶超强隔热等性能,,早期主要应用在航天、、、军工和国防领域,,,随后逐步扩展至石化、、、、工业、、、、建筑、、、、交通、、、、日用等领域;在电极载体材料、、、、催化材料、、、、传感材料、、、、纳米灭菌材料、、药物释放等诸多新兴领域均有广泛研究。。。。
目前,,,气凝胶下游集中在工业管道保温,,,,如油气项目、、工业隔热,,以及建筑建造隔热等。。随着应用领域的不断拓宽,,新能源汽车、、日用户外等领域市场也将逐渐打开。。
气凝胶已经从最初的SiO2气凝胶发展成为庞大的气凝胶家族。。。。
根据气凝胶的外观,,,可分为块体、、、粉末和薄膜;根据气凝胶的制备方法,,,,可分为气凝胶、、、干凝胶、、冻凝胶;根据不同微观结构,,可分为微孔(<2nm)、、、、中孔(2~50nm)和混合多孔气凝胶;根据基体,,,可分为无机、、、、有机、、混合和复合气凝胶;最常用的气凝胶分类方法是通过组分来区分,,,可分为单组分和多组分气凝胶。。。
单组分气凝胶包括氧化物气凝胶、、、碳化物气凝胶、、、氮化物气凝胶、、石墨烯气凝胶、、、量子点气凝胶、、金属气凝胶、、聚合物基有机气凝胶、、、生物质基有机及碳气凝胶、、硫化物气凝胶等。。
多组分气凝胶(复合气凝胶)是指由两种及以上单组分气凝胶构成或者由纤维、、晶须、、、、纳米管等增强体与气凝胶基体相结合的气凝胶复合材料。。。。如,,,有机纤维-SiO2复合气凝胶等。。。。
组成、、结构不同的气凝胶,,,展现出独特的性质,,适用于特定的应用场景。。。
风险提示
原料价格大幅上涨的风险,,,下游需求不及预期的风险,,,项目达产不及预期的风险等。。
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转自中国银河证券股份有限公司 研究员:任文坡