在现代化学工业和环境能源科学中,异质催化(Heterogeneous Catalysis)占据着举足轻重的地位。无论是清洁能源的合成、工业废气的净化,还是高价值化学品的转化,催化剂的性能直接决定了反应的转化率、选择性与能耗。在异质催化反应中,理想的催化剂不仅需要拥有高度活性的催化中心,还需要具备极大的比表面积以裸露更多的活性位点,以及高度通畅的孔道结构以确保反应物分子与产物分子的快速传输。 ......
2026-09-04随着全球汽车产业向电动化快速转型,新能源汽车(EV)的渗透率正以前所未有的速度提升。然而,伴随着电池能量密度的持续追求,动力电池系统的热安全问题成为了制约电动汽车进一步普及的核心痛点。目前主流的高能量密度锂离子电池(如三元锂电池或高镍电池)内部含有大量的有机电解液和活性正负极材料。在面对挤压、针刺、过充、过放或内部微短路等异常工况时,电芯内部极易触发剧烈的放热副反应,进而引发“热失控”(Th......
2026-09-03在碳中和的大背景下,建筑领域的节能减排已成为全球关注的焦点。据统计,全球约有 30% 至 40% 的能源消耗来自于建筑物的运营,而其中采暖、通风和空调(HVAC)系统占了最大的比重。在建筑围护结构中,窗户和透明幕墙虽然赋予了室内空间优异的自然采光与视觉通透性,但它们也是整个建筑热量散失最严重的薄弱环节。传统单层甚至双层普通玻璃的热传导率极高,导致冬季大量内部热量向外泄露,夏季外部太阳热辐射又......
2026-09-02尽管无机二氧化硅气凝胶和石油基聚合物气凝胶在性能上十分优秀,但其高昂的原料成本、复杂的合成路线以及不可降解性,在很大程度上制约了其在绿色低碳时代的应用推广。为响应全球碳中和目标,以纤维素、壳聚糖、木质素和海藻酸盐等天然可再生高分子为前驱体的“生物质气凝胶”(Biomass Aerogels)异军突起,成为了可持续材料科学领域的研究热点。 生物质气凝胶的最大优势在于其原料的丰富性与......
2026-09-01工业化进程的加快和突发性海洋溢油事故对全球淡水资源与海洋生态环境构成了巨大威胁。传统的水处理材料如活性炭、膨胀珍珠岩等,普遍存在吸附容量有限、回收困难、吸附选择性差等缺陷。近年来,具有高孔隙率、大比表面积以及表面可官能团化特点的气凝胶复合材料,在水污染治理和特种分离领域展现出了巨大的应用潜力。 在应对海洋石油泄漏和工业有机废水污染方面,超疏水-超亲油型气凝胶备受关注。通过在纤维素......
2026-09-01气凝胶之所以拥有惊人的低密度与超高比表面积,完全依赖于其纳米级的三维多孔骨架。然而,将液态前驱体转化为这种结构极其脆弱的固体材料,历来是工业界最复杂的化学与工程挑战之一。气凝胶制造工艺的演进,本质上是一场关于如何在去除液体的同时保持纳米骨架不发生塌陷的精密控制革命。 气凝胶制备的第一步是溶胶-凝胶(Sol-Gel)过程。在此阶段,前驱体分子(如硅酸酯、有机单体或金属盐)在溶剂中发......
2026-09-01在人类探索宇宙的征程中,深空环境极端的温度变化始终是一大严峻挑战。从接近绝对零度的深空背景辐射,到航天器重返大气层时因剧烈摩擦产生的高达数千摄氏度的高温,如何有效保障载荷与宇航员的安全是材料科学的核心课题。气凝胶凭借其极其特殊的微观网络结构,成为了航天工程中不可或缺的超级绝热材料。 早在上世纪 90 年代,气凝胶就已在深空探测任务中崭露头角。美国国家航空航天局(NASA)在“星尘......
2026-09-01二氧化硅(SiO2)气凝胶是一种以空气为主要组成成分、SiO2为基本骨架,具有复杂三维网络结构的纳米轻质多孔材料,其基本物理性能:表观密度0.003-0.35g/cm3,比表面积800-1000m2/g,孔隙率80.0%-99.8%,孔洞平均尺寸20nm,导热系数0.008-0.043W/(m·K)。它同时囊括了低热导率、低密度、高孔隙率、高光透过性、高比表面积、环保无毒、低折射率以及低声速......
2026-08-28伴随材料科学领域的快速发展,各类新型功能材料不断涌现,为各行各业的技术变革提供了必要的保障与支撑。气凝胶作为一种拥有卓越性能及特殊结构的轻质多孔材料被广泛应用于节能环保、航空航天以及生物制药等领域。 其中,无机杂化气凝胶是气凝胶的重要类型,它可以依托整合有机与无机材料的优势特性,弥补单一材料在性能上的劣势,满足各行各业在材料领域的需求。因此,为进一步推进我国科技......
2026-08-27气凝胶纤维作为21世纪最具突破性的材料之一,正以其超轻、超隔热和多功能复合特性颠覆着从航空航天到日常穿着的众多领域。这种被称为"固态烟雾"的纳米多孔材料,内部98%以上为空气,密度最低可达0.12毫克/立方厘米,却拥有惊人的力学性能和热防护能力。本文将全面解析气凝胶纤维的技术原理、性能优势、应用现状及未来发展趋势,揭示这一材料如何从实验室走向产业化,并改变我们的生活方式。 &......
2026-08-26在现代电动汽车电池组中,为了最大限度地提高能量密度,电池单元被紧密排列,单元之间的间距通常小于1毫米。在正常运行期间,这些电池单元的电压差可能超过400V,而热事件可能导致温度超过150°C——在这种情况下,即使是轻微的绝缘故障也可能导致灾难性的短路。 根本的挑战在于保持电池之间可靠的电隔离,同时尽量减少绝缘材料专用的空间并保持热管理能力。本文汇集了7大应用解决方案,包括防止分......
2026-08-25在新能源汽车向高能量密度、超快充与极致安全演进的过程中,气凝胶作为“隔热之王”正从航天军工领域向动力系统加速渗透。这一革命性材料凭借其纳米级多孔结构(孔隙率>90%),以仅3kg/m³的超轻密度实现优于传统陶瓷10倍的隔热性能,成为破解电池热失控、电机过热等痛点的关键材料。 以下展示了部分新能源品牌汽车在动力电池中应用气凝胶的案例: 1、小米汽车 小米SU......
2026-08-25在环境污染问题日益严峻的当下,人们对清洁空气和水的需求愈发迫切,这推动了过滤材料市场的快速发展。然而,传统石油基过滤材料在使用后难以降解,易造成二次污染,亟需寻找到环境友好型的替代品。武汉纺织大学团队研发的蚕丝纳米纤维(SNF)气凝胶,凭借其卓越的空气过滤性能与可持续特性,成为材料科学与环保领域的新焦点,该成果在期刊《Small》上发表。 独特结构奠定过滤性能基础 ......
2026-08-24目前,在船舶制造中船舶蒸汽管道的传统保温材料主要是矿棉、岩棉等。这些传统的保温材料由于具有不同的特点和差异,被使用在不同的船体部位。随着工业要求的不断提高,传统保温材料的局限性越发凸显,已经无法满足日益增长的工业生产质量需求。因此,亟待开发性能更稳定、保温效果更好、更加无害环保的新型材料取代传统保温材料。这导致新型气凝胶保温材料的研究受到越来越多的重视。 1 ......
2026-08-24气凝胶的纳米多孔结构不仅拥有出色的隔热性能,还有强大的吸附能力。这种吸附特性使气凝胶成为潜在的高效灭火剂,能够快速吸收火源中的有害化学物质和烟雾。 我国发布实施的T/COS 014-2023《二氧化硅基气凝胶灭火剂》中指出,气凝胶灭火剂可以用于扑救A、B、E、F类火灾及锂电池火、醇类火、重油火等初期火灾。该标准的发布,标志着气凝胶灭火剂正式进入实用阶段。 张学同等开发了一种含气凝胶材料的高......
2026-08-21