-196℃是什么概念？

但是，却有人拿-196℃的液氮这样：

这就是比羽绒更保暖的材料----气凝胶。

作为纳米材料界的新星——气凝胶（Aerogel），它到底为何物？

首先，气凝胶不同于我们传统意义上的“胶”，它是一种固体物，密度为3KG/m，被认为是世界上最轻的固体。因其密度极低，所以也被叫做“冻结的烟”或“蓝烟”，曾获得吉尼斯纪录“世界上最轻的固体”称号。把这种材料放在花朵上，柔软的花蕊几乎没有变形。

气凝胶的基本制备原理是除去凝胶中的溶剂，让其保留完整的骨架。最早是在1931年由S.Kistler采用超临界干燥方法成功制备出二氧化硅气凝胶。由于气凝胶中80%以上是空气，所以隔热效果非常好，已经取代羽绒成为了世界上保暖性能最好的材料。一寸厚的气凝胶相当20至30块普通玻璃的隔热功能，所以隔着一层气凝胶把玫瑰放在火上烤，玫瑰没有任何变化。气凝胶在航天探测上也有多种用途，在俄罗斯“和平”号空间站和美国“火星探路者”的探测器上都有用到这种材料。

“气凝胶”这个词近年来出现得越来越频繁，特别是在十三五规划中笔墨三章强调新材料战略的作用后，气凝胶作为先进新型材料又一次成为了关注焦点。

最近，浙江大学高分子系高超教授的课题组制备出了一种超轻气凝胶。它刷新了目前世界上最轻材料的纪录，拥有高弹性和强吸油能力。这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度为每立方厘米0.16毫克（抛出空气密度），仅是空气密度的1/6。

前面介绍了气凝胶这一纳米材料的各种特性，那么它究竟可以做成啥？

基于气凝胶和纤维材料，NASA开始研制能够满足航天器结构材料和防热材料要求的多功能复合材料。如NASA肯尼迪航天中心的研究人员开发了一种多功能气凝胶/纤维混杂层压复合材料的制造方法，可以通过选择不同的纤维层、不同的气凝胶层厚度及不同的复合结构，制成不同功能或多功能的复合材料。这种轻量化、高强度的多功能复合材料可满足航空航天器在防热、耐冲击、能量吸收、吸音等方面的要求，并可在汽车、船舶、建筑、液化天然气输送、运动器材及军事防护等诸多领域应用。

对比传统保温材料，纳米孔气凝胶复合绝热材料的保温效果要优于传统保温材料3~5倍，这就意味着其节能保温效果好；同时减少了保温材料的厚度，降低了综合成本；因为材料自身为安全环保无毒的无机材料，A1级不燃，兼顾了安全、使用寿命长与环境友好性的特点。

气凝胶的应用领域众多，从高大上的航天军工到接地气的节能建材，从宇航服到冬暖服，在未来5年里，工业建筑领域的节能降耗应该是气凝胶行业革命的主战场。

现阶段气凝胶产品主要包括以下五个方面：

在工业领域中，电力储能、石油化工等行业凡是需要管道保温或者窑炉保温的部位都需要用到高效保温材料，纳米孔气凝胶复合绝热材料是首选。

在建筑领域中，建筑墙体保温、屋面地板保温，以及气凝胶玻璃在玻璃幕墙上的应用。

在交通运输领域中，纳米孔气凝胶复合绝热材料已经应用在高铁列车、国产C919客机、以及新能源汽车上，主要集中应用点是运输工具的隔热保温、以及新能源汽车锂电池的保护。

在家用保温和冷链物流领域中，纳米孔气凝胶复合绝热材料替代传统材料，用作保温层，大幅提高保温效果，增大内部容积。

在功能性装备中，使用气凝胶超薄夹层制作出的气凝胶夹克及其他户外用品，拥有无法比拟的保暖性，真正做到更轻、更薄、更暖！

未来气凝胶主要将应用在以下几个方面：

防弹涂层：根据相关试验研究，在金属片上加一层厚约6毫米的气凝胶，就算炸药直接炸中，金属片也分毫无伤。

吸波涂料：气凝胶如果搭载在战机上，可以吸收雷达波，达到极其理想的战机隐形效果。

储能器件 ：有机气凝胶经过烧结工艺处理后将得到碳气凝胶。 这种导电的多孔材料是继纤维状活性碳以后发展起来的一种新型碳素材料，它具有很大的比表面积、高电导率。如在其微孔洞内充入适当的电解液，可以制成新型可充电电池。气凝胶电池具有储电容量大、内阻小、重量轻、充放电能力强、可多次重复使用等优异特性，初步实验结果表明：碳气凝胶的充电容量达3×104/kg2，功率密度为7 kw/kg，反复充放电性能良好。

制作宇宙探险宇航服：2002年，美国宇航局成立了一家公司，专门生产更结实更有韧性的气凝胶。美国宇航局2013年已经确定，在2018年火星探险时，宇航员们将穿上用新型气凝胶制造的宇航服。该公司的资深科学家马克·克拉杰沃斯基说，只要在宇航服中加入一个18毫米厚的气凝胶层，那么它就能帮助宇航员扛住1300℃的高温和零下130℃的超低温。“这是我见过的最有效的恒温材料。”马克如是说。

环境保护也是新型气凝胶的重要作用。科学家们将气凝胶亲切地称为“超级海绵”，因为其表面有成百上千万的小孔，所以是非常理想的吸附水中污染物的材料。美国科学家新发明的气凝胶居然能吸出水中的铅和水银。据这位科学家称，这种气凝胶是处理生态灾难的绝好材料，比如说1996年“海上快车”油轮沉没后，72000吨原油外泄，如果当时用上这种材料的话，那么就不会导致整个海岸受到严重的污染。

纳米结构的气凝胶还可用于新型气体过滤 ，与其它材料不同的是该材料孔洞大小分布均匀，气孔率高，是一种高效气体过滤材料。由于该材料特别大的比表而积．气凝胶在作为新型催化剂或催化剂的载体方而亦有广阔的应用前景。

新型气凝胶也将步入我们每个人的未来日常生活。比如说美国的Dunlop体育器材公司已经成功研发了含有气凝胶的网球拍。这种网球拍据说击球的能力更强；2012年年初，66岁的鲍博·斯托克成为第一个将气凝胶用于住房的英国人：“保温加热的效果非常好，我将空调的温度下降了5℃，结果室内的温度仍然非常舒适。”登山者也对气凝胶的运用充满了希望。英国登山家安尼·帕尔门特2011年登珠峰时所穿的鞋子就是使用了部分气凝胶材料，他的睡袋里也有一层这种新材料。

据Allied市场研究公司2014年6月发布的报告称，全球气凝胶的市场价值预计到2020年可达18.966亿美元，在预测期内（从2014–2020）的年复合增长率为36.4%。随着气凝胶材料在新的应用领域探索的持续进步，市场预计，随着时间的推移市场增长的动力会进一步增强。

目前制约气凝胶市场壮大的最主要因素是价格，过高的定价让许多尝试者望而却步。一旦气凝胶材料的生产成本显著下降，市场规模就会急剧扩大，产品销量也会迅速扩大，并将革命性地替代传统绝热材料。

气凝胶作为最早应用在航空航天领域的新材料，被称为二十一世纪的十大新兴材料之一。有许多神奇的特性，对于未来的应用空间，很难准确预计其发展前景，还得依靠社会以及产业界的想象力，让这种纳米新材料走出实验室，实现其应用价值。

谁会是成为气凝胶领域的华为，我们拭目以待。