碳和陶瓷气凝胶推动超低温环境弹性材料发展

新出现的碳和陶瓷气凝胶推动了超低温环境弹性材料的发展，但其复杂的制造工艺和高成本限制了其进一步的应用。在此背景下，近的一项报道展示了一种由低成本壳聚糖和-甲醛树脂构成的聚合物气凝胶，在液氮温度（77 K）下具有超弹性，这为进一步开发耐超低温的弹性聚合物材料开辟了新途径。在聚合物材料中，聚酰(PI)对条件（火灾、辐射、化学腐蚀、低温和高温等）具有显着的耐受性，因此是应用于超低温下弹性材料的潜在理想候选材料。

气凝胶材料孔隙的大小在纳米量级，其空洞率高达80-99.8%，孔洞的典型尺寸为1-100nm，比表面积为600-1000㎡/g，材料密度可低达3kg/m3。

气凝胶的隔热性能如此出色，正是因为气凝胶空洞率高，以致于材料几乎是由分子长链组成。这样在传热过程中，热传导沿着分子链传导，传热路径被大大拉长，出现了“长路效应”。

实际上，气凝胶对热辐射、热对流的阻隔作业也非常明显。

这样综合表现出来的，就是气凝胶的优良隔热性能。

气凝胶的绝热原理?

从热的传输方式就可以看出，三种形式的热传导，有两种传热方式都被阻绝了。传导和对流，是热传送的两种方式，而气凝胶整体大部分由绝缘空气构成，而且微部网状结构防止了气体流通，很好的做到了阻挡传导和对流，空气的导热系数约为25 mW/m·K，而在直径为30纳米的孔隙中，导热系数则下降到约5 mW/m·K 。从而实现保温隔热的效果。

二氧化硅气凝胶是一种特别好的绝缘体，防止导电，这是非金属无机材料的基本特性。

二氧化硅气凝胶通常采用溶胶-凝胶法合成。首先是创建一个胶态 悬吊被称为“溶胶”的固体粒子。在气凝胶干燥过程中，在保持气凝胶完整的同时，小心地去除了硅凝胶网络周围的液体，并将其替换成空气。液体以自然速率蒸发的凝胶被称为干凝胶。

现代建筑挑战的技术问题就是在小的空间下做到做好的保温效果，如此厚厚的传统保温材料就不能满足现状，不可避免的需要让出建筑空间，不仅影响了建筑的完整性，而且会降低用户的生活水平，在房价高涨的今天，能够节约空间就可以省去一大的钱。