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[新人科普] 关于气凝胶,从来历到种类到应用,尤其是服装行业的应

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发表于 2019-11-4 20:32:15 | 显示全部楼层 |阅读模式 | 作者:未知

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什么是气凝胶?

气凝胶是孔隙率在90%--99%之间,并且孔径在1nm--100nm之间的,超多孔,高比表面积(≥500m2/g)的超轻量,超隔热,超低介电性的一种新型材料。

它是由一个叫KISTLER的美国人发明的,把一种凝胶状的物体(三维固体,嵌入液体酒精或者液体二氧化氮),放到高压釜(一种压力室)中,加热直至酒精达到半液体半气体的超临界流体,成为这种流体后,液体和气体之间的分子不再相互拉扯。

这个时候再减压,占比1%的固体骨架留下,留下的固体里面,空隙中不再有液体,而是气体,这就成了气凝胶了。

保暖隔热的原理我们都知道,是锁住空气。气凝胶的纳米级空隙锁住的空气,使得热空气分子很难通过它来进行传播,专业名词,这叫:KNUDSEN EFFECT,克鲁森效应。

气凝胶的种类。

上面说过凝胶是一个固体和液体的结合。那么这个固体的不同材料,就成了不同的气凝胶。通常可以分为4大类。

1:氧化物气凝胶(SIO2,AL2O3.TIO2,ZRO2,CU0等等)。

氧化物气凝胶材料在温度超过1000℃的时候,容易发生晶体转变和颗粒烧结,耐温性一般。

但是一般环境不容易碰到这么高温区域,所以应用领域比较成熟常见。

尤其是SiO2,这是目前最成熟的气凝胶,广泛应用于各种隔热领域。它的材料通常是与红外遮光剂以及增强体进行复核,增加它的隔热以及力学性能。在航空航天,军事,电子,建筑,家电,工业管道等等领域都表现出了优异的性能。

2:炭气气凝胶。

它的耐热性是最高的,最大的特点是在惰性及真空环境下能达到2000℃,石墨化后可以达到3000℃的超高温。

而炭气本身就具有红外遮光的天然属性,所以不进行复合有较低的热导率。缺点是它在350℃以上就会氧化,导致整体性能下降,所以它的表面需要涂上抗氧化涂层。

3:碳化物气凝胶。

相比炭气气凝胶,它本身就有很好的抗氧化性能。缺点是自身热导率较高。

4:多组分子气凝胶。比如SiO2/Al2O3。

那么,最关心的问题来了,哪种气凝胶是最适合应用到服装领域呢?

服装的特性,比如需要不断捏揉,洗涤等等,决定了它的材料需要有别于工业用途。否则材料特性决定了容易掉粉掉渣那就不能成为服装面料了。

所以是需要复合面料。把最成熟的氧化物气凝胶,通过复合不同纤维,使得既可以保持气凝胶的特性,又为气凝胶骨架增加了力学支撑,大大减少了结构坍塌导致的破碎掉粉。

比如FLEXCON公司的聚酰亚胺气凝胶。

这是一种多层复合气凝胶,复合材料有多种选择性,这种可选择的特性,使得既可以用于服装,也可以用于帐篷,手套等等不同细分用途。

复合气凝胶面料,同时具备疏水和透气2种特性,并且在同时做到厚度很薄的同时,隔热保温依然性能出色,并且重量超轻。

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发表于 2019-11-10 10:48:12 | 显示全部楼层
这篇科普通俗易懂,比校长讲得好
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 楼主| 发表于 昨天 09:57 | 显示全部楼层
梅思特 发表于 2019-11-10 10:48
这篇科普通俗易懂,比校长讲得好

他上面时候讲过?没看到过呀
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