我國(guó)有人早在1991年就開始了對(duì)氣凝膠的研究,，這個(gè)人就是同濟(jì)大學(xué)教授——沈軍
個(gè)人簡(jiǎn)介
沈軍教授在做演講
沈軍，男,，同濟(jì)大學(xué)教授,。1967年出生,，1995年于同濟(jì)大學(xué)物理系獲博士學(xué)位，2000年晉升教授,。2002年獲博士生導(dǎo)師,。
現(xiàn)任同濟(jì)大學(xué)波耳固體物理研究所副所長(zhǎng)、同濟(jì)大學(xué)納米材料與技術(shù)研究中心主任,、近代物理實(shí)驗(yàn)室主任,。國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊Journal of Non-Crystalline Solids和國(guó)內(nèi)核心期刊《強(qiáng)激光與粒子束》，《化工冶金》審稿人,。
主要研究方向?yàn)槿苣z-凝膠法制備納米非晶多孔固態(tài)材料和薄膜材料,，主要進(jìn)行納米材料中有關(guān)光學(xué)、熱學(xué),、電學(xué)問(wèn)題的探索,。涉及一步法制備SiO2氣凝膠、二步法制備超低密度SiO2氣凝膠,、納米復(fù)合光學(xué)薄膜的制備,、SiO2-GeO2二元?dú)饽z的合成、有機(jī)氣凝膠制備與碳?xì)饽z電輸送,、摻雜氣凝膠的發(fā)光特性與熱輸運(yùn)特性研究等,。
氣凝膠是什么？
如果做到極致,，氣凝膠這種固體甚至能飄在空氣中,；正面經(jīng)受1000多攝氏度的火焰噴射，背面依然可以用手摸……這就是神奇的氣凝膠,。氣凝膠也稱空氣膠,、固態(tài)煙霧或是藍(lán)煙，是一種納米級(jí)別的多孔超級(jí)隔熱材料,。
通俗來(lái)講,，氣凝膠是一種物質(zhì)形態(tài)。2014年世界材料大會(huì)提出,，這種形態(tài)由90%以上的空氣和不足10%的固體構(gòu)成,。它可以承受相當(dāng)于自身質(zhì)量幾千倍的壓力，在溫度達(dá)到1200攝氏度時(shí)才會(huì)熔化,。此外它的導(dǎo)熱性和折射率也很低，絕緣能力比最好的玻璃纖維還要強(qiáng)39倍,。
由于具備這些特性,，氣凝膠便成為航天探測(cè)中不可替代的材料，俄羅斯“和平”號(hào)空間站和美國(guó)“火星探路者”探測(cè)器都用它來(lái)進(jìn)行絕緣,。
除航天外,，氣凝膠還可廣泛應(yīng)用于軍工,、石化、電力,、冶金,、建筑、服裝等眾多領(lǐng)域,，是傳統(tǒng)保溫材料的革命性替代產(chǎn)品。
沈軍與氣凝膠
由德國(guó)資助成立的同濟(jì)大學(xué)波耳固體物理研究所副所長(zhǎng)沈軍是國(guó)內(nèi)最早研究氣凝膠的學(xué)者之一,。
“做豆腐的程序大家都熟悉，我們首先要用原料做成豆?jié){,，然后凝固變成豆腐,，如果將豆腐里面的水分?jǐn)D出去就是豆干，變成豆干后體積大幅減小,，氣凝膠的制備類似于要將豆腐里的水分?jǐn)D出去，但體積又不能縮小,，要補(bǔ)充氣體進(jìn)去,，所以比較難,。”沈軍在一次與科技日?qǐng)?bào)記者的采訪中說(shuō),。
沈軍介紹說(shuō),，1931年,，美國(guó)斯坦福大學(xué)Kistler通過(guò)水解水玻璃首次制備得到氣凝膠。但由于工藝復(fù)雜及成本太高,，氣凝膠在問(wèn)世后并沒有引起足夠重視,。
上世紀(jì)80年代,，歐洲的一些物理學(xué)家開始注意到這種新材料并開始研究。1985年,，德國(guó)維爾茨堡大學(xué)物理所組織召開首屆“氣凝膠國(guó)際研討會(huì)”,。到上世紀(jì)90年代初，美國(guó)人又重新進(jìn)入氣凝膠的研究,。
1993年,，氣凝膠被應(yīng)用到宇航服、太空飛船,、航天飛機(jī)等。
由德國(guó)資助成立的同濟(jì)大學(xué)波爾固體物理研究所早在1991年就將氣凝膠確定為研究方向之一,。由于與德國(guó)關(guān)系緊密,，該實(shí)驗(yàn)室得以迅速獲得氣凝膠制備技術(shù),。“我們?cè)诙虝r(shí)間內(nèi)迅速達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平,�,！鄙蜍娬f(shuō),。
近幾年，由于能源需求緊張,、全球生態(tài)環(huán)境惡化等原因,，學(xué)界和業(yè)界又開始攻關(guān)氣凝膠的產(chǎn)業(yè)化,。
“直到2013年左右，這個(gè)產(chǎn)業(yè)才算發(fā)展起來(lái),，目前比較領(lǐng)先的是美國(guó)和中國(guó),。”沈軍說(shuō),。美國(guó)氣凝膠主要應(yīng)用于航天、石油化工等領(lǐng)域,，同時(shí)逐步進(jìn)入消費(fèi)品市場(chǎng),。我國(guó)的氣凝膠現(xiàn)在主要用于高鐵,、油田等行業(yè)。
一些氣凝膠的技術(shù)成果
早在2016年,，中國(guó)航天科工三院306所就與華星美科新材料科技（江蘇）有限公司就有過(guò)合作，組建成立了氣凝膠技術(shù)國(guó)際研發(fā)中心,，力圖打造國(guó)際先進(jìn),、國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平的氣凝膠技術(shù)研發(fā)基地，開展氣凝膠民用衍生品的應(yīng)用開發(fā),，以市場(chǎng)化方式和國(guó)際化視野搭建“政—產(chǎn)—研—用”的專業(yè)交流平臺(tái)，加快了氣凝膠產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進(jìn)程,。
而就在2019年的12月25日,，同濟(jì)大學(xué)通過(guò)采用預(yù)冷凍技術(shù)結(jié)合碳化工藝,，制備了集大孔、介孔和微孔結(jié)構(gòu)于一體的超黑碳?xì)饽z,，提高了光熱轉(zhuǎn)化效率,。該材料通過(guò)水蒸發(fā)的方式,，可以進(jìn)行海水淡化、硬水軟化和污水處理,，且處理后的水質(zhì)能夠達(dá)到世衛(wèi)組織和衛(wèi)生部關(guān)于飲用水的標(biāo)準(zhǔn),。
該論文的第一作者是博士生汪宏強(qiáng)，通訊作者為杜艾副教授,，課題組周斌、張志華,、沈軍,、張晨,、姬秀潔等師生也參與了該工作。
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參考來(lái)源
同濟(jì)大學(xué)官網(wǎng),、寧波材料技術(shù)與工程研究所、中國(guó)能源網(wǎng),、科學(xué)網(wǎng),、中國(guó)粉體網(wǎng)、百度百科
