气凝胶

奥飞新材关注:气凝胶耐2000℃+万次回弹,气凝胶涂料迎来规模化新时代

气凝胶涂料技术新突破 | 浙大高超团队超高温高弹气凝胶登上《科学》,奥飞新材加速产业化布局 近日,浙江大学高超教授团队在国际顶级期刊《Science》发表重磅成果:他们开发出具有微穹顶结构的超高弹性气凝胶,在2000℃(2273K)极端高温下,经2万余次99%大变形压缩后仍能完全回弹,耐热与弹性性能大幅超越以往记录(此前最高约1700℃、60%变形)。国际专家评价称,这是气凝胶大规模制备与工业应用的创造性尝试,将有力推动低导热气凝胶复合材料尤其是气凝胶涂料的商业化进程。 作为专注气凝胶及气凝胶涂料研发生产的领先企业,奥飞新材长期跟踪并深度参与气凝胶技术前沿。高超团队的这一突破,与我们多年来在气凝胶粉体、气凝胶涂料领域的低成本规模化实践高度契合,为高温隔热涂料在新能源汽车电池热管理、工业管道保温、航天热防护等场景的应用打开了全新空间。 “凝固的烟”为何如此坚韧? 气凝胶素有“世界上最轻的固体材料”之称,其内部99%以上为纳米级静止空气孔隙,固体骨架不到1%,密度仅空气的几分之一。这赋予它极致的隔热性能:热传导、对流、辐射三重阻断,导热系数可低至0.01 W/(m·K)以下。同时,多孔结构带来超大比表面积(乒乓球大小展开如足球场),使其兼具强吸附、阻燃、绝缘等多功能,被誉为材料界的“六边形战士”。 1931年,美国科学家基斯特勒从果冻启发,首次用超临界干燥法制备出气凝胶。此后,气凝胶不断演进,却长期受制于制备成本高、工艺复杂、难以规模化等瓶颈。 高超团队历经10余年探索,从石墨烯基“碳海绵”到发泡法,再到二维通道受限发泡,最终实现普适、高效、低成本制备:周期从一周缩短至几十分钟,成本降至原方法的1/10。他们一举合成190多种气凝胶,包括高熵氧化物、碳化物烯陶气凝胶等新型体系。其中,烯陶气凝胶(石墨烯与陶瓷原子级杂化)在极端条件下展现“万次回弹”奇迹,为气凝胶涂料的高温稳定性提供了理论与材料基础。 奥飞新材的行动:从实验室到产业化 气凝胶的商业化价值早已显现:在航天(如“祝融号”火星车隔热层)、建筑节能、新能源汽车电池安全等领域已有初步应用。但要真正“像塑料一样改变世界”,需解决规模生产与极端性能兼顾难题。 奥飞新材紧跟这一趋势,已建成气凝胶粉体、气凝胶涂料生产线,并持续优化水性气凝胶涂料、透明气凝胶等技术。我们与高校、产业链伙伴紧密合作,推动气凝胶涂料在新能源汽车动力电池热失控防护(耐温潜力远超现有400℃级别)、工业管道/储罐高温隔热、建筑外墙节能涂层等领域的落地。 目前,我们的气凝胶隔热涂料已实现小批量供应,适用于极端环境下的热防护需求。未来,随着高熵气凝胶等前沿成果的转化,奥飞新材的气凝胶涂料将助力我国在深空探测、核能、新能源等领域实现关键材料自主可控。 展望未来 气凝胶不再是“实验室奇迹”,而是即将爆发的产业机遇。奥飞新材将继续秉持“创新驱动,科技领航”的理念,深耕气凝胶及气凝胶涂料领域,致力于为客户提供更高性能、更低成本的隔热保温解决方案。 欢迎行业伙伴、科研机构联系我们,共探气凝胶涂料的无限可能!

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奥飞气凝胶技术节能降碳贡献大,降本增效效果好

在国家节能中心举办的“绝热保温材料交流会暨纳米孔气凝胶保温节能技术评价会”上,一种改变工业保温格局的前沿材料引发行业瞩目。作为深耕气凝胶材料研发的创新企业,湖南奥飞新材料见证了气凝胶从实验室走向产业化的革命性进程。 气凝胶产业的高速发展得益于国家战略的持续护航。从2014年入选《国家重点节能低碳技术推广目录》,到2021年成为“双碳”纲领文件中唯一明确提及的新材料,政策红利为产业腾飞插上翅膀。湖南奥飞新材料积极响应国家号召,致力于推动气凝胶在工业节能领域的规模化应用。 保温领域的技术革命者 气凝胶凭借其颠覆性性能正重塑保温材料市场格局: 工业节能的实战先锋 湖南奥飞新材料的气凝胶解决方案已在多个高耗能行业验证卓越性能: 从高端到普惠的产业突破 随着制备技术持续突破,气凝胶正加速褪去“贵族材料”标签: 中国工程院杜祥琬院士领衔的专家组指出:气凝胶保温技术已通过多行业验证,节能率普遍超50%,投资回收期约2-4年,是工业高温绝热领域的革命性解决方案。 湖南奥飞新材料将持续推进技术迭代与产业应用,积极响应专家组建议,推动气凝胶技术列入国家推广目录。我们预估,到2035年气凝胶技术有望为我国带来近千万吨标煤的节能潜力,减少二氧化碳排放超2000万吨,为实现“双碳”目标提供坚实科技支撑。 湖南奥飞新材料诚邀各行业伙伴共同探索气凝胶应用的无限可能,以材料创新推动工业绿色转型,共筑低碳未来。

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国产大飞机C919材料供应链全景,从钛合金到气凝胶:国产高端材料的集体突破

从机头到机尾,从钛合金到碳纤维,国内22个省份的200多家企业、36所高校和数十万名产业人员共同托起了国产大飞机的蓝天梦。2023年5月28日,中国东方航空使用中国商飞全球首架交付的C919大型客机,执行MU9191航班,从上海虹桥机场飞往北京首都机场,标志着国产大飞机正式投入商业运营。截至2025年12月,C919已累计交付18架,运营2.8万小时,载客157万人次,订单突破1000架,国产化率持续提升至60%以上。 C919大型客机是我国首次按照国际通行适航标准研制、具有完全自主知识产权的喷气式干线客机,座级158-192座,航程4075-5555公里。其机体结构材料的国产化率已超过50%,实现了关键材料的自主可控。先进材料应用比例高于对标机型波音737和空客A320,铝合金占比65%、钛合金9.3%、复合材料11.5%、超高强度钢6.9%。这些材料不仅支撑了“更安全、更经济、更舒适、更环保”的设计目标,还通过减重、减阻、减排提升了整体性能。 一、国内供应商地域分布:以上海为核心的全国协同网络 C919大飞机采用“主制造商-供应商”生产模式,中国商飞作为主制造商,主导整体设计、供应链构建和总装,各零件由国内外企业协同生产。截至2024年,全国23个省市、200多家企业和57所高校深度参与,形成多层级供应商网络,本土企业占比超60%。 上海作为总装中心,辐射长三角、西南、东北等地区,构建完整产业链布局: 这种分布式协作模式整合了全国制造优势,形成以上海为核心、江苏、四川、陕西、辽宁、重庆、浙江等多地协同的产业格局。民营企业占比29%,国有企业31%,外资/合资35%,注入创新活力。 二、关键材料供应的三足鼎立:钛合金、铝锂合金与复合材料 C919材料供应链以钛合金、铝锂合金和复合材料为核心,已实现关键技术突破,支撑机体结构占整体造价30-35%的环节。 这些材料的应用标志着C919在高温区、增压区主承力结构的创新,复合材料用量高于ARJ21的8%。 三、民营企业的重要补充:注入创新与效率 民营企业占比近30%,成为C919供应链的活力源泉: 这些企业体现了供应链的开放性,推动效率提升和创新扩散。 四、材料创新的重大突破:气凝胶等新兴材料加速上机 C919在材料应用上实现多项首创,推动国产化替代: 五、供应链安全与挑战:产能跃迁与国产化机遇 C919供应链成就显著,但挑战犹存: 中国工程院院士刘大响表示:“大飞机产业国产化将加速扩散。”材料供应链国产化率将进一步提高,释放万亿市场空间。 奥飞新材:气凝胶航空创新先锋,助力C919国产化升级 湖南奥飞新材料有限公司专注气凝胶及其衍生品,技术源于中南大学粉末冶金全国重点实验室,掌握超临界干燥法制备SiO₂气凝胶毡/板、高性能产业化技术、金属气凝胶和气凝胶涂料等核心制备技术。 产品已在航天军工(如国家空间站微重力气凝胶)验证,导热系数≤0.018 W/(m·K),防火A1级。

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水凝胶与气凝胶的制作和区别

材料科学领域中,水凝胶与气凝胶是极具代表性的两类材料。尽管二者名称中均有 “凝胶”,但在微观结构、宏观性能、制备工艺及应用领域等方面差异显著。从生物医学到能源领域,从航空航天到日常生活,它们凭借自身优异的特性,为众多实际问题提供创新解决方案,有力推动了科技进步与产业发展。

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南大学孙正明、张培根、苏州纳米所王锦ChemSusChem:具有优异热稳定性和固有阻燃性的超轻M5气凝胶

传统气凝胶在实现低密度和高孔隙率的同时,往往难以兼顾机械性能,以及热稳定性、阻燃性等多重要求,限制了其在极端环境和多功能应用中的使用。纳米纤维因其高长径比和各向异性结构,能够通过互相连接有效促进凝胶化过程,已成为气凝胶组装的理想构建材料。与传统溶胶-凝胶法制备的无机气凝胶骨架(其充满颗粒连接点,易导致应力集中)相比,纳米纤维气凝胶通过形成面对面的连接点,显著减少了类似珍珠状的连接,从而降低了应力集中现象。然而,在低密度条件下实现同时具有高热稳定性、低热导率和阻燃性的聚合物气凝胶仍然是一项极具挑战性的课题。因此,开发新型高性能聚合物纳米构筑单元是协同提升气凝胶多参数性能,突破当前气凝胶技术瓶颈的关键。 近期,东南大学孙正明教授、张培根副教授联合中科院苏州纳米所王锦研究员提出了一种纳米纤维重组三维网络策略。该策略利用高性能聚(2,5-二羟基-1,4-苯基吡啶二咪唑,简称PIPD或M5)纤维制得M5气凝胶,并用强酸对其进行质子化处理得到酸性M5纳米纤维分散液;随后,采用盐进行去质子化,形成M5凝胶,最终通过干燥和热处理制得M5气凝胶。该凝胶具有低密度(6.03 mg/cm³)、低热导率(32 mW·m⁻¹·K⁻¹)、高热稳定性(463 °C)和优异的阻燃性(LOI=50.3%)、压缩回弹性(80%)以及高比表面积462.1 m²/g。有趣的是,PIPD纳米纤维不仅赋予M5气凝胶优异的机械性能和热性能,还比纤维素和芳纶纳米纤维等气凝胶具有更好的阻燃性能。该策略对于探索提高聚合物气凝胶的热稳定性、力学性能、隔热保温性能具有指导和借鉴意义。 总结 本文提出了一种创新性的纳米纤维重组策略成功制得高性能M5气凝胶。该气凝胶表现出优异的多参数性能,包括极低的密度、低热导率、出色的固有阻燃性、良好的压缩回弹性以及高比表面积。此外,其热稳定性高达463°C,与传统聚合物气凝胶相比,M5气凝胶在整体性能上实现了显著突破,特别是在力学性能、热学性能和阻燃性方面。 该研究为高性能聚合物气凝胶的制备提供了一种新思路,不仅展示了高性能聚合物纳米纤维在气凝胶结构设计中的潜力,还为解决低低密度与阻燃隔热之间的矛盾提供了技术参考。为未来新型轻质隔热材料的开发以及高性能气凝胶的应用奠定了理论和实践基础。   

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