气凝胶是一种固体物质形态

气凝胶是一种固体物质形态，是世界上密度小的固体之一。一般常见的气凝胶为硅气凝胶，也有碳气凝胶存在。目前轻的硅气凝胶仅有3毫克每立方厘米，比空气重三倍，所以也被叫做“***的烟”或“蓝烟”。

气凝胶的特性：

1.孔隙率很高，可高达99.8% ；

2.纳米级别孔洞(20～100nm)和三维纳米骨架颗粒(2～5nm)；

3. 高比表面积，可高达1000m2/g；

4. 低密度，可低至0.003g/cm3；

5. 气凝胶的结构决定了其具有极低的热导率，常温下可以低至0.013W/(m·K)；

6. 强度低，脆性大，由于其比表面积和孔隙率很大，密度很低，导致其强度很低。

通过调节反应溶液的酸碱度,控制水解

通过调节反应溶液的酸碱度,控制水解-缩聚过程中水解反应和缩聚反应的相对速率,可得到凝胶结构。在酸性条件下 (pH=2.0-5.0),水解速率较快,体系中存在大量硅酸单体,有利于成核反应形成较多的核,但尺寸都较小,终将形成弱交联度、低密度网络的凝胶;在碱性条件下,缩聚反应速率较快,硅酸单体一经生成即迅速缩聚,因而体系中单体浓度相对较低,不利于成核反应,但利于核的长大及交联,易形成致密的胶体颗粒,终得到颗粒聚集而成的胶粒状凝胶。

强碱性或高温条件下 Si-O 键形成的可逆性增加,即 SiO2 的溶解度增大,使终凝胶结构受热力学控制,在表面张力作用下形成由表面光滑的微球构成的胶粒聚集体。许多研究尤其是氧化铝、氧化钛气凝胶的制备都采用类似的方法。

气凝胶绝热产品的绝热原理

　　(1)对流：当气凝胶资猜中的气孔直径小于70nm时，气孔内的空气分子就失去了自在活动的才能，相对地附着在气孔壁上，这时产品处于近似真空状况。

　　(2)辐射：因为气凝胶内的气孔均为纳米级气孔再加产品自身极低的体积密度，使产品内部气孔壁数目趋于“无量多“，关于每一个气孔壁来说都有遮热板的效果，因此发生近于”多遮热板“的效应，从而使辐射传热下降到近乎低极限。

　　(3)热传导：因为近于多纳米孔的存在，热流在固体中就只能沿着气孔壁传递，近于多的气孔壁构成了近于“长途径”效应，使得固体热传导的才能下降到挨近低极限。