注意看,这个人只在手上垫了一块很薄的垫子,然后用高温喷枪对着手喷,看着像是在自残,实际上火焰的高温传递不到他的手上,这是怎么做到的呢? 在这位工作人员手上放着的不是普通垫子,而是气凝胶隔热片,它能够抵挡上千度高温。一面是火焰山,另一面还是冰凉的。
气凝胶隔热片之所以能隔热,不是材料有多么先进,而是与加工工艺有关。它的结构非常特殊,就像海绵一样,内部的纳米级缝隙把空气锁住了。而空气的热导率非常低,所以气凝胶垫片的导热性非常差,重量也非常轻。硅基的气凝胶隔热片扔到水里能浮起来,加工工艺好的情况下,只有空气的3倍重。
气凝胶隔热片可以用来干什么? 基于它超强的隔热性能,网友们想到了很多种使用方法。比如把它做成衣服穿在自己身上,这样冬天就不怕冷了。逻辑上是讲得通的,隔热好也意味着它防寒能力强。气凝胶锁空气的能力要比最优质的白鹅绒还厉害,用它来做衣服给消防员穿,在面对高温时依旧能维持自身体温的稳定,不怕火烧。 除了做衣服以外,它还可以放在新能源汽车电池仓的顶部,如果电池发生了剧烈燃烧,这一层气凝胶隔热片就能挡住电池散发出的高温,保护驾驶舱内的成员。
还可以放在建筑外面当隔热层,夏季高温暴晒,高层住房里面依旧凉爽。 有人甚至想到了把它涂在高超音速导弹外面,导弹在飞行时与大气摩擦,外部会产生高温,有了它,高温就不会传到导弹里面。 这些想法都是很好的,可是,目前的气凝胶隔热片做不到。 它的强度非常低,磕碰之后,隔热能力会大幅度下降,做成衣服衬垫不现实。目前市面上有很多商家宣传自己的衣服使用了隔热气凝胶工艺,完全是在忽悠消费者。这样的衣服穿几次就坏了,更不可能用来做消防员的工装。
相比于硅胶的气凝胶,二氧化硅的气凝胶更加常见。它的表面耐高温,火枪把它烧得通红,照样可以用手把它拿起来。不过这样的气凝胶材料太脆了,有人尝试过把它涂在衣服上,洗几次就开始掉渣。涂层掉完之后,这件衣服的隔热能力和普通衣服没什么区别。
气凝胶材料的价格还非常昂贵,制造过程十分复杂。以二氧化硅气凝胶为例,实验室要制造它,先要把硅源也就是正硅酸乙酯在醇水混合液中催化水解,得到湿的凝胶,还要经老化、溶剂置换,再用超临界干燥抽走液体,留下不收缩的二氧化硅气凝胶粉。
然后将粉末与短切玻纤或者陶瓷纤维在高速剪切下均匀混合,再加入少量粘结剂调成浆料,倒入模具固化,用5兆帕的常温压力压成坯,再用60—80 ℃真空,经过长时间干燥定型,这样才算制作完成。一扇窗户大小的就要好几万元,目前科学家还没有找到它的使用领域,据说我国的南极科考站里面用到了这种材料,可也只是小范围使用。 气凝胶材料才刚刚走出实验室,全世界各国都有研制,进行大规模生产并组建相关生产线的目前只有中国。它的致命缺点是强度不够,要是能够掺杂一些东西把它的强度给提上来,那就厉害了。
气凝胶材料有很多种,如果你可以在一块钢板里面构建出无数个纳米小空间,那么这一块钢板也可以称之为“气凝胶钢”。同样,哪怕它是钢,里面有这么多小孔,它的强度也会大幅度下降。 网上看到的可以防火隔热的纤维究竟是什么东西做的?
大多是无机纤维,这个大家其实生活中是能接触到的。搭猪圈的石棉瓦,里面填充的石棉就属于天然的无机纤维。不过,石棉现在已经被认定为一级致癌物,很多地方已经不允许再生产了。






