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4年规模增超7.5倍,稳坐Science十大新材料之首,气凝胶有何来头

作者:前沿材料PLUS 来源: 头条号 93301/26

气凝胶概述气凝胶是目前已知导热系数最低、密度最低的固体材料,具有超长的使用寿命、超强的隔热性能、超高的耐火性能等,被誉为“改变世界的神奇材料”,又因轻若薄雾颜色泛蓝,又被称为“蓝烟”。气凝胶保护一朵花免受喷灯的伤害。气凝胶体积的95%是空气

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气凝胶概述

气凝胶是目前已知导热系数最低、密度最低的固体材料,具有超长的使用寿命、超强的隔热性能、超高的耐火性能等,被誉为“改变世界的神奇材料”,又因轻若薄雾颜色泛蓝,又被称为“蓝烟”。

气凝胶保护一朵花免受喷灯的伤害。

气凝胶体积的95%是空气,这也赋予了它们各种不同寻常的特性,如:极低密度(几乎跟空气一样轻);非常低的热导率(在单一材料中是目前导热系数最低的保温材料);用于催化或电化学反应的高表面积;外观半透明等。

气凝胶的应用

气凝胶具备优异的性能,应用领域灵活广泛,被广泛应用于航空航天、石油化工、军工、建筑、交通、电池等多个领域,气凝胶市场需求大,性价比高,可取代空间大。

1. 石化领域

石化领域涉及到很多环节,设备管道多且巨大,如蒸馏塔、深海管道、储罐、反应管道、LNG液化气管道,过程中会有高温蒸汽、导热油等环节,且设备所占空间大,为了节省空间,管道的设计错综复杂,综合考虑,在设备管道缠上气凝胶是最合适的,因为气凝胶的保温效果良好,可以减少在运输过程中的热量损失,同时气凝胶材料轻量又轻薄,还能减少重量的负担,且节省空间。

2. 建筑领域

目前传统的保温材料都不太理想,不是太重,就是保温效果不好,想要兼顾保温和阻燃的材料少之又少,而气凝胶又完美地契合了其所需,且阻隔噪音的效果也很好,所以,建筑行业领域的格局可能被气凝胶材料所改变。

3. 军工领域

气凝胶还可作为防弹材料,在武器上覆盖一层气凝胶材料可承受住炸药对其的伤害,而且气凝胶折射率高,可起到防辐射、吸收红外线和漫反射波的作用,这样就相当于实现了隐形功能,使用到军用车辆驾驶舱,可起到保温的作用,而且气凝胶有一定的压缩回弹性,减震效果也会比较好。

4. 环保领域

纤维素气凝胶可吸附水中的油和其他有毒有机物,被广泛地应用于吸附去除染料废水。生物质碳气凝胶可以去除掉水中的大部分重金属离子。

气凝胶的市场格局

随着气凝胶应用技术的不断成熟、产业化的不断推进,叠加政策的大力支持,近年来产量和需求量已经在大幅提升了。

产量方面,2021年我国气凝胶材料和气凝胶制品的产量分别为12.1万立方米、15.4万吨,2016-2021年CAGR分别为20.8%、32.6%。

需求方面,2021年我国气凝胶材料和气凝胶制品的需求量分别为11.9万立方米、17.9万吨,2016-2021年CAGR分别为25.1%、21.2%。

市场规模方面,2018-2021年,我国气凝胶市场规模由9.25亿元增长至17.56亿元,年增长率均维持在20%以上。

未来在节能减排的大背景下,随着气凝胶产业化的不断推进,其成本有望持续下降,在油气领域作为需求基石的同时,建筑建造、交通运输和其他新兴领域正成为气凝胶需求增长新动能。

根据Aspen Aerogel 2020年年报预测,2025年国内气凝胶需求将达到100万m³/年,对应市场空间约150亿元,较2021年增长7.5倍以上;全球需求量将达到160万m³/年,市场规模达到46亿美元。又据艾邦高分子引用的Aspen预测数据,2021至2030年,气凝胶产品在电动汽车隔热领域的市场空间将高达300亿美元,行业成长空间很大。

尽管市场需求量越来越高,但由于气凝胶技术近年来才逐渐进步,目前大多数应用领域仍处于气凝胶推广的早期及成长期。为探求气凝胶材料与技术的应用情况和发展方向,材料委天津院与天津市新材料产业联盟将联合举办“气凝胶材料应用及发展趋势线上论坛”,以下为论坛详细介绍。


真材识料第3期——《气凝胶材料应用及发展趋势线上论坛》

真材识料第3期《气凝胶材料应用及发展趋势线上论坛》将于2023年1月17日14:00—15:50前沿材料平台播出,本次研讨会我们邀请到天津工业大学庄旭品教授、华陆(天津)新材料科技有限公司房爱省总经理、北京华鑫众盛科技有限公司张由素高级工程师与会分享,论坛将分别从《纳米纤维三维组装的调控策略及其气凝胶材料》、气凝胶材料项目与技术介绍、气凝胶材料的应用产品介绍3大主题进行深入研讨。

课程海报:

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讲师介绍(按演讲顺序)

庄旭品教授,天津工业大学纺织科学与工程学院教授、博士生导师,天津市131创新团队负责人,入选天津市131创新性人才第一层次人选、天津市高校学科领军人才。

主要研究功能纤维及非织造材料和天然高分子材料。主持国家重点研发计划课题、国防科技创新特区项目、国家自然科学基金、天津市自然科学基金重点项目等项目,在ACS Nano、J. Mater. Chem. A、J. Membr. Sci.、Carbohyd. Polym. 等期刊发表SCI检索论文80余篇,授权专利10余项,获得国家科技奖励1项,省部级科技奖励6项,专利奖2项。

房爱省总经理,就职于华陆(天津)新材料科技有限公司,华陆(天津)新材料科技有限公司是一家从事隔热新材料研发和生产的公司,公司以气凝胶隔热新材料研发为核心,以气凝胶周边产品开发应用为目标,打造现代化的国家级隔热新材料实验平台,不断推出创新的、领先的、节能环保的隔热新材料产品。公司立足京津冀核心商业带,一步一个脚印,力争成为隔热新材料行业内最具影响力、最具竞争力和最具发展活力的企业。

张由素高级工程师,2011 年毕业于郑州大学化工学院,从事工业节能技术研究十余年,在工业节能技术相关期刊发表论文10 余篇,申请专利20多项,其中发明专利6项。现就职于中化学华陆新材料有限公司,担任高级节能工程师一职,同时也是中国硅酸盐学会绝热材料分会第二届常务理事。

北京华鑫众盛科技有限公司成立于2021年,依托于资深的行业背景以及世界 500强央企以及跨国外企从业经验,快速成长为一家专注于纳米气凝胶复合新材料的行业研究、市场销售、工程售后、人才培养的多维度一体化发展格局的高科技企业。


线上讲堂档案

1材话大咖

材话大咖于2020年5月创立,是由材料委主办,材料委天津院与深圳院联合承办的官方线上讲堂,旨在邀请新材料领域重磅专家,探寻新材料产业发展趋势,为我国新材料产业发展客观谏言。

截至目前,材话大咖共举办14期,邀请了杜善义院士、陈立泉院士、朱美芳院士、吴鑫华院士、邱建辉院士、吕坚院士、徐坚教授、范钦柏CTO、罗道军主任、陈学思院士等行业大咖进行授课,共吸引听众7万余人,在行业内颇受好评,是新材料界线上讲堂的领军者。

扫描下方二维码,免费观看往期精彩课程:

2科言家

科言家于2021年1月创立,由材料委天津院主办,是国内外校企资深专家发声的线上平台,通过促进产学研深度交流与融合,为国家科技发展提供有价值观点,是科技界的新兴黑马平台。

扫描下方二维码,免费观看往期精彩课程:

3真材识料

“真材识料”论坛于2022年1月正式上线,由材料委天津院、深圳院联合主办,定位为国内外科技、材料领域专家学者集中报告研讨、输出高价值观点的材料论坛,旨在加强行业交流,促进行业发展。

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