气凝胶：提升产品性能 拓展应用领域

气凝胶是目前已知最轻的固体材料，也是迄今为止保温性能最好的材料。因其具有纳米多孔结构、低密度、低介电常数、低导热系数、高孔隙率、高比表面积等特点，在力学、声学、热学、光学等诸方面显示出独特性质，被称为“改变世界的神奇材料”。

气凝胶主要产品有4种，即气凝胶复合材料、气凝胶玻璃、气凝胶涂料和气凝胶粉体颗粒。其中，气凝胶复合材料采用纳米气凝胶与玻璃纤维、陶瓷纤维等基材复合，可最大化保留气凝胶轻质、隔热等特性;气凝胶玻璃由两片玻璃在中间填充气凝胶，形成类似于“三明治”的结构，具有光漫射效果、强隔音降噪效果以及A级防火等级;气凝胶涂料是一种安全环保的新型保温材料;气凝胶粉体颗粒具有极高孔洞率、极低的密度、高比表面积、超高孔体积率等特点，是良好的添加改性剂、净化吸附功能填料、催化剂载体等。

根据中国产业信息网数据，2018年我国气凝胶规模约为18.6亿元，预计2025年国内市场规模将达到321亿元。全球气凝胶市场规模约为10.4亿美元，预计到2025年全球气凝胶市场规模将达到91.2亿元美元，约合人民币638亿元。

气凝胶材料由于优越的保温隔热等性能，使其具有较为广泛的应用价值，将成为现有保温隔热材料领域重要的潜在替代品，属于国家大力提倡发展的新材料之一。目前，气凝胶主要以航空航天、石油开采、石油炼化、热力等工业领域的保温保冷需求为主，采用气凝胶能够大大降低在输送过程中的热量冷量损失，较传统保温保冷材料在多个方面具备明显优势;同时，气凝胶良好的隔热、隔音、防火及憎水性能，已经逐步向汽车、建筑材料等市场渗透。

“十四五”期间，气凝胶材料行业一方面要加大科研投入，攻克技术壁垒。

目前用溶胶-凝胶技术制备气凝胶在理论和技术上已经有了一定的发展。今后气凝胶的研究主要集中在以下几个方向：一是由廉价的无机原料代替昂贵的金属醇盐;二是由常压干燥代替传统的超临界干燥;三是开发新的品种，对气凝胶结构进行优化，制备性能更为优异的多组分气凝胶;四是研究结构和性质之间的关系，达到设计合成的目的;五是加强对气凝胶性质的研究，开发气凝胶新的应用领域。

另一方面，气凝胶材料行业还要提升产品性能，拓展应用领域。

气凝胶属于典型的技术密集型产业，由于技术壁垒高且生产设备投资巨大，目前国内气凝胶行业仍处于产业化发展初期，产品工业化生产程度低，在市场应用方面大多尚处于工程示范阶段，要促进其在各领域的广泛应用，还需要进一步提升产品的技术成熟度和经济可行性，完善相关的工艺流程和标准规范，发展低成本快速制备技术，提高产品性能。

气凝胶产品作为高端绝热材料，预计其在航天、军工、高铁动车、核电太阳能、石油化工、冶金建材、热力管网等工业领域的节能降耗将进一步成为“十四五”期间气凝胶行业应用的主战场。

随着国家对于节能减排、防火等方面的标准不断趋于严格，气凝胶行业有望进入爆发式的增长阶段，将由工业绝热材料逐渐进入体量更大的建筑节能材料产业。除了在工业和建筑领域存在巨大的市场空间，考虑到气凝胶其他方面的突出性能，气凝胶在其他诸如电子化工，生物医疗、日常消费领域等也存在着巨大的替代空间。整体而言气凝胶的应用将覆盖人们生活的方方面面，未来市场前景广阔。

作者：中国化学工程股份有限公司副总经理、中国化工施工企业协会理事长 刘德辉