气凝胶是做什么用的

先做一个简单的科普：气凝胶是个什么东西。长得像果冻，摸起来手感像塑料泡沫，一捏就碎，抗压但不抗剪力。气凝胶是一种多孔的固体，非常非常轻，具有很好的隔热效果。我们实验室做的长这样：生产过程里，一般先制成醇凝胶（泡在乙醇或类似的溶剂里，湿的），然后干燥，液体消失，留下来的硅骨架之间形成九曲十八弯的纳米级别小孔洞。由于乙醇和二氧化硅之间近乎完美的润湿，被吸收的液体层和纳米级的孔隙半径这两个因素结合会导致巨大的毛细管力，所以常温常压的干燥会造成非常严重的骨架收缩和断裂。视觉效果上，就是成品有变形而且颜色不那么通透。做出来的东西我们管它叫做xerogel而不是aerogel。如果是水凝胶，可以用常压高温的方法干燥。然而中间步骤诸如从hydrogel到alcogel的溶剂交换都还是必要的，而且这样做出来的东西块比较小。接下来说重点：超临界干燥的好处在于

避免了毛细作用

，所以能获得比较大块而且品相比较好（变形少）的气凝胶。直接超临界干燥的话，是先加压然后慢慢把温度提高到乙醇的临界温度之上，但这个操作有安全上的隐患：乙醇易燃。所以我们现在用的方法是把超临界的二氧化碳泵进反应釜，压强维持在大于二氧化碳和乙醇混合物的临界压强，最后可以得到骨架没有裂隙/坍塌而且比较大块的aerogel今年暑假正好在做这个项目，如果有兴趣的话可以保持联系多多交流喔。么么哒。Reference: Justin S. Griffin, Drew H. Mills, Martin Cleary, Ryan Nelson, Vincent P. Manno,Marc Hodes, Continuous extraction rate measurements during supercritical CO2drying of silica alcogel, Journal of Supercritical Fluids 94 (2014) 38–47