由于航空航天推进器和燃气轮机发动机等装备的涡轮叶片处工作温度不断攀升，高马赫飞行器面临有氧、高热流密度和长时间气动加热工况，新能源汽车动力电池组爆燃事故频发等问题，导致上述先进装备在极端工况下安全运行受到威胁，同时建筑板材、可穿戴织物等材料需要抵御极端气候，所以亟需先进隔热材料应对多种设备不同耐温需求。气凝胶是由纳米颗粒或聚合物分子链交联而成的具有纳米孔结构的轻质多孔材料，多孔纳米孔洞中充满空气介质，因此气凝胶具有密度低、隔热性优、耐火性好等优点，在绝热材料领域具有广阔的应用前景。

基于此，南京工业大学崔升课题组报道了一篇关于隔热用气凝胶的综述。文中主要讨论了氧化物、碳化物、氮化物、高分子气凝胶的制备方法，如溶胶凝胶法、冷冻干燥法、化学气相沉积法等研究进展；气凝胶隔热机理，包括固相热传导、气相热传导、辐射热传导；其次，综述了隔热气凝胶在建筑节能、航空航天、智能穿戴、电池热管理等领域的广泛应用；最后，总结隔热气凝胶发展前景：(1)新型多功能隔热气凝胶可拓宽其在吸声、传感、电磁屏蔽等方面的应用。(2)设计多网络交联结构、仿生层状结构改善应力分布等提升气凝胶力学性能(3)基于深度神经网络的分子动力学模拟预测前驱体聚合动力学过程，机器学习辅助工艺优化系统缩短制备工艺周期，提高气凝胶效率和工程应用水平。

相关研究以“Overview of Aerogels for Thermal Insulation”为题发表在ACS Applied Materials & Interfaces期刊上。南京工业大学材料科学与工程学院崔升教授为本工作的通讯作者，课题组硕士生葛龙辉为论文第一作者。

图1.（a）二氧化硅/玻璃纤维复合气凝胶的合成路线图（b）二氧化硅/芳纶纳米纤维气凝胶双网状结构示意图及抗拉强度和断裂伸长率（c）ZrO₂-SiO₂纳米纤维气凝胶结构示图及压缩应变曲线(d)层状结构陶瓷纳米纤维气凝胶隔热性能测试

图2.（a）ZrC/C复合气凝胶链状结构形成示意图（b）ZrCO复合气凝胶生长机理图（c）SiC-ZrC气凝胶隔热机理示意图

图3. （a）双层双曲陶瓷气凝胶的CVD合成路线图（b）BN气凝胶制备合成机理图（c）Ca-BN气凝胶合成示意图(d)不同环氧树脂基复合材料垂直方向热流示意图

图4.（a）气凝胶自适应热管理原理图（b）可逆热变色织物的应用示意图（c）硅矿化木质素纳米复合气凝胶示意图(d)甘蔗渣衍生纤维素气凝胶的合成路线示意图

免责声明：素材来源于网络，仅供学术交流，侵删。由于小编水平有限，文献解读如有疏漏、错误之处还请各位读者批评指正。如需投稿，请联系我们