纳米气凝胶作为轻质固体材料的代表之一,应用范围相对较广,例如:
1、纳米气凝胶较突出的特点就是密度低、绝热,所以作为绝热材料可以广泛应用于军事及航天领域、热电池、工业及建筑绝热、太阳能热水器等领域 。
2、气凝胶拥有小粒径、高表面积等优势,纳米气凝胶又可以作为催化剂与催化载体、气体或液体吸附剂 。
3、纳米气凝胶具有很高的热值,燃烧后是防水,对环境不会造成污染,所以气凝胶可以作为储氢材料 。
4、气凝胶具有低介电常数、高比表面积等,所以可以广泛用于电化学的各种领域 。
5、纳米气凝胶具有优异的隔热性能,所以在日常生活中的应用也是较为广泛的,可以用来制作御寒用具、化妆品、牙膏、油墨、体育用品等多种方面 。
不仅如此,纳米气凝胶在其他应用领域也是很广泛的,如先进科技探测器中也有气凝胶的身影 。
凝胶的应用凝胶的应用:
【气凝胶是做什么用的】1、太阳能热水器
太阳能热水器及其他集热装置的高效保温成了能否进一步提高太阳能装置的能源利用率和进一步提高其实用性的关键因素 。将纳米孔超级绝热材料应用于热水器的储水箱、管道和集热器,将比现有太阳能热水器的集热效率提高1倍以上,而热损失下降到现有水平的30%以下 。
2、在热电池上应用
可延长热电池的工作寿命,防止生成的热影响热电池周围的元器件 。
3、军事及航天领域
与传统绝热材料相比,纳米孔气凝胶超级绝热材料可以用更轻的质量、更小的体积达到等效的隔热效果 。这一特点使其在航空、航天应用领域具有举足轻重的优势 。如果用作航空发动机的隔热材料,既起到了极好的隔热作用,又减轻了发动机的重量 。作为外太空探险工具和交通工具上的超级绝热材料也有很好的应用前景 。
凝胶在航天中的应用远不止这些,美国国家宇航局的“星尘”号空间探测器已经带着它在太空中完成了一项十分重要的使命———收集彗星微粒 。
4、工业及建筑绝热领域
在工业及民用领域纳米孔超级绝热材料有着广泛和极具潜力的应用价值 。首先,在电力、石化、化工、冶金、建材行业以及其他工业领域,热工设备普遍存在 。工业节能中,纳米孔超级绝热材料也起着非常重要的作用,其中有些特殊的部位和环境,由于受重量、体积或空间的限制,急需高效的超级绝热材料 。
5、催化剂应用
SiO2气凝胶具有极高的比表面积和孔隙率,已经被广泛应用于Cerenkov探测器中,以探测高能带电粒子和在太空中捕集陨石微粒的介质材料 。SiO2气凝胶也曾一度被用于等离子体研究中作为惯性限制熔融试验体目标组分 。因其具有低的表观密度和热导率,极好的耐高温性能,气凝胶作为高效隔热消音材料很有前途 。
由轻原子量元素组成的低密度、微孔分布均匀的SiO2气凝胶对氖具有良好的吸附性能,因而为惯性约束聚变实验研制高增益靶提供了一个新途径,这对于利用受控热核聚变反应来获得廉价、清洁的能源具有重要意义 。
6、日常生活应用
气凝胶也正走进我们的日常生活 。运动器材公司邓禄普(Dunlop)已经研制出一系列用气凝胶加固的壁球和网球球拍,据说这种球拍能释放更大的力量 。比如英国诺丁汉66岁的鲍勃·斯托克尔拥有了一套用气凝胶隔热的房子,他也因此成为拥有这种房子的第一位英国人 。他说:“保温效果大大改善了 。我把自动调温器调低了5度 。这真是一个不可思议的变化 。”
登山者也开始从气凝胶中受益 。比如位英国登山者安妮·帕曼特尔穿上带气凝胶鞋垫的靴子爬上珠穆朗玛峰,就连睡袋也加有这种材料 。她说:“我唯一的问题就是我的脚太热,这对一名登山者来说是一个大难题 。”
不过,它还没能征服时尚界 。HugoBoss公司推出了一系列用这种材料制成的冬季夹克,但在消费者纷纷抱怨这种衣服太热之后不得不下架 。
在环境保护及化学工业方面,纳米结构的气凝胶还可作为新型气体过滤,与其它材料不同的是该材料孔洞大小分布均匀,气孔率高,是一种高效气体过滤材料 。由于该材料特别大的比表而积.气凝胶在作为新型催化剂或催化剂的载体方而亦有广阔的应用前景 。
7、电化学的应用
在储能器件方而,有机气凝胶经过烧结工艺处理后将得到碳气凝胶这种导电的多孔材料是继纤维状活性碳以后发展起来的一种新型碳素材料,它具有很大的比表面积(600~1000m2/g)和高电导率(10~25s/cm) 。如在其微孔洞内充人适当的电解液,可以制成新型可充电电池,它具有储电容量大、内阻小、重量轻、充放电能力强、可多次重复使用等优异特性,反复充放电性能良好 。