氣凝膠被稱為“藍煙”,改變世界的神奇材料。1931年氣凝膠正式問世,是目前已知導熱系數最低、密度最低的固體材料,因輕若薄霧顏色泛藍,又被稱為“藍煙”;具有超長的使用壽命、超強的隔熱性能、超高的耐火性能等,被譽為“改變世界的神奇材料”。?常規氣凝膠比表面積~700m2/g,孔隙率95%-99.8%,均勻分布的納米級孔隙結構幾乎隔絕熱傳導和熱對流,賦予其遠勝其他傳統材料的隔熱性能,導熱率最低可達0.012-0.016 W/(m·K),只相當于空氣的1/2。氣凝膠有很多類型,大多密度不會超過3mg/cm3;如,全碳氣凝膠密度更是低至0.16mg/cm3,僅為常溫常壓下空氣密度1/6。
氣凝膠下游應用廣泛,以隔熱保溫為主導。由于氣凝膠超強隔熱等性能,早期主要應用在航天、軍工和國防領域,隨后逐步擴展至石化、工業、建筑、交通、日用等領域;在電極載體材料、催化材料、傳感材料、納米滅菌材料、藥物釋放等諸多新興領域均有廣泛研究。目前,氣凝膠下游集中在工業管道保溫,如油氣項目、工業隔熱,以及建筑建造隔熱等。隨著應用領域的不斷拓寬,新能源汽車、日用戶外等領域市場也將逐漸打開。
氣凝膠種類豐富,已成為龐大氣凝膠家族。氣凝膠已經從最初的SiO2氣凝膠發展成為龐大的氣凝膠家族。根據氣凝膠的外觀,可分為塊體、粉末和薄膜;根據氣凝膠的制備方法,可分為氣凝膠、干凝膠、凍凝膠;根據不同微觀結構,可分為微孔(<2nm)、中孔(2~50nm)和混合多
孔氣凝膠;根據基體,可分為無機、有機、混合和復合氣凝膠;最常用的氣凝膠分類方法是通過組分來區分,可分為單組分和多組分氣凝膠。單組分氣凝膠包括氧化物氣凝膠、碳化物氣凝膠、氮化物氣凝膠、石墨烯氣凝膠、量子點氣凝膠、金屬氣凝膠、聚合物基有機氣凝膠、生物質基有機及碳氣凝膠、硫化物氣凝膠等。?多組分氣凝膠(復合氣凝膠)是指由兩種及以上單組分氣凝膠構成或者由纖維、晶須、納米管等增強體與氣凝膠基體相結合的氣凝膠復合材料。如,有機纖維-SiO2復合氣凝膠等。組成、結構不同的氣凝膠,展現出獨特的性質,適用于特定的應用場景。