中國(guó)粉體網(wǎng)訊 氣凝膠，英文名稱(chēng)為“aerogel”，意為“飛行的凝膠”（組合詞areo-gel）。凝膠怎么會(huì)飛？想象一下，如果把水母的水分“拿掉”卻不改變其體積大小，將會(huì)如何？氣凝膠即是如此，它自身的80%~99.8%以氣態(tài)形式存在——這也正是它的神奇之處，氣凝膠是人類(lèi)能夠人工制造出來(lái)的最輕的非晶固態(tài)材料，被稱(chēng)為“凝固的煙”“物質(zhì)的第五種形態(tài)”。
氣凝膠極高的孔隙率、導(dǎo)熱系數(shù)低的特點(diǎn)讓其具有良好的材料性能：超輕、絕熱、耐溫。它對(duì)于傳統(tǒng)材料的替代場(chǎng)景很多，凡是涉及到溫度隔絕的應(yīng)用方面，都會(huì)希望用到這種材料。
愛(ài)彼愛(ài)和新材料有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)愛(ài)彼愛(ài)和）就是這樣一家氣凝膠生產(chǎn)及節(jié)能解決方案提供商。愛(ài)彼愛(ài)和副總經(jīng)理董海兵在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者獨(dú)家專(zhuān)訪(fǎng)時(shí)表示，氣凝膠材料的應(yīng)用遠(yuǎn)不止于to B場(chǎng)景，其在航天、軍工、戶(hù)外用品、日消等領(lǐng)域都有望大展身手。
迎來(lái)產(chǎn)業(yè)化的曙光
董海兵向記者介紹說(shuō)，從分類(lèi)上講，氣凝膠有碳?xì)饽z、硫氣凝膠，金屬氣凝膠和氧化物氣凝膠等。但目前從制備成本等綜合因素而言，應(yīng)用最為廣泛的當(dāng)屬氧化硅氣凝膠。他舉例說(shuō)，當(dāng)前在北京許多雙層電動(dòng)巴士上，氣凝膠材料已經(jīng)用于電池倉(cāng)的隔熱防火方面。此外，氣凝膠多孔、緩釋的特性，未來(lái)還有望用于食品級(jí)包裝、藥物開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域。
氣凝膠材料以前只能在實(shí)驗(yàn)室中見(jiàn)到，而今，這種材料正迎來(lái)產(chǎn)業(yè)化的曙光。
一般而言，一類(lèi)新材料如果沒(méi)有成本優(yōu)勢(shì)，很難對(duì)傳統(tǒng)材料形成規(guī)模化替代。董海兵也坦承，制備成本曾一度困擾氣凝膠材料的工業(yè)化應(yīng)用。
2008年，一個(gè)偶然的機(jī)會(huì)，愛(ài)彼愛(ài)和董事長(zhǎng)田雷接觸到了氣凝膠這類(lèi)材料。十多年來(lái)，愛(ài)彼愛(ài)和跟國(guó)內(nèi)外許多科研機(jī)構(gòu)、研究團(tuán)隊(duì)保持著密切交流與合作�！暗珜�(shí)驗(yàn)室里的科研與工業(yè)應(yīng)用是兩碼事，產(chǎn)品需要在應(yīng)用場(chǎng)景磨合。”董海兵回顧說(shuō)，氣凝膠產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程還是很艱辛的，“10年間，研發(fā)隊(duì)伍遇到了無(wú)數(shù)困難”。
盡管田雷當(dāng)初并非專(zhuān)業(yè)技術(shù)人士，但他就是認(rèn)準(zhǔn)了這個(gè)材料的神奇特性。他想盡辦法組建團(tuán)隊(duì)解決規(guī)�；a(chǎn)這個(gè)大課題，如今終于看到了希望。
董海兵介紹說(shuō)，如今，愛(ài)彼愛(ài)和在河北省黃驊市，已經(jīng)開(kāi)工設(shè)計(jì)能力為3萬(wàn)立方米的生產(chǎn)線(xiàn)建設(shè)，并已投產(chǎn)1萬(wàn)立方米。
“這是個(gè)什么概念？全國(guó)前三。3萬(wàn)立方米全部投產(chǎn)的話(huà)，愛(ài)彼愛(ài)和將成為全國(guó)數(shù)一數(shù)二的供應(yīng)商。”董海兵說(shuō)。
“這將是個(gè)千億元級(jí)的市場(chǎng)”
值得一提的是，此前，國(guó)內(nèi)由于制備技術(shù)等原因，國(guó)外氣凝膠產(chǎn)品一度占領(lǐng)中國(guó)氣凝膠市場(chǎng)。董海兵告訴記者，目前這種局面也正在扭轉(zhuǎn)。
“以前確實(shí)是國(guó)外產(chǎn)品占據(jù)中國(guó)大部分市場(chǎng)，比如美國(guó)的Aspen（阿斯彭）公司，氣凝膠產(chǎn)品很早就進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。不過(guò)近年來(lái)中國(guó)氣凝膠產(chǎn)業(yè)發(fā)展非�？�，制備成本下降使得價(jià)格方面也逐漸找回優(yōu)勢(shì)�！倍１f(shuō)，中國(guó)雖然在氣凝膠的規(guī)模化生產(chǎn)的研究比歐美晚十幾年，但在研究應(yīng)用上與國(guó)際同行處于同一水平，“歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家在應(yīng)用方面同樣存在成本偏高的問(wèn)題”。
不過(guò)，董海兵也表示，國(guó)內(nèi)氣凝膠行業(yè)還遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到繁榮的程度，能夠真正規(guī)模化量產(chǎn)氣凝膠材料企業(yè)“只有數(shù)得過(guò)來(lái)的幾家”，還沒(méi)有真正形成行業(yè)生態(tài)。
“可喜的是這個(gè)市場(chǎng)發(fā)展會(huì)很快，預(yù)計(jì)3年內(nèi)就會(huì)有很可觀的增長(zhǎng)�！倍１f(shuō)，國(guó)內(nèi)每年對(duì)氣凝膠材料的需求增長(zhǎng)保持在20%以上，甚至能超過(guò)30%——這比一般工業(yè)材料的需求增長(zhǎng)高很多，特別是在工業(yè)發(fā)展?fàn)顩r近年來(lái)處于頹勢(shì)的背景下，這一數(shù)字格外亮眼。
這背后的動(dòng)因是，大家對(duì)材料的節(jié)能環(huán)保等要求越來(lái)越高。
“現(xiàn)在主要的替代場(chǎng)景還集中在交通行業(yè)，比如客車(chē)、高鐵、船舶相關(guān)材料的替代方面。建筑材料替代還處于高端建筑應(yīng)用階段，還未大范圍推廣應(yīng)用。電動(dòng)汽車(chē)滿(mǎn)大街跑起來(lái)的話(huà)，應(yīng)用需求更大�！倍�，董海兵說(shuō)，現(xiàn)在的市場(chǎng)行情是供需兩旺，“這是非常鼓舞人的。把潛在市場(chǎng)需求算上，這在未來(lái)將是一個(gè)千億元級(jí)的市場(chǎng)。”
應(yīng)從國(guó)家層面大力發(fā)展
相比大名鼎鼎的石墨烯材料而言，氣凝膠材料名氣并不大，其在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)應(yīng)用中也未處于突出位置。對(duì)此，董海兵認(rèn)為，考慮到氣凝膠材料優(yōu)異的環(huán)保節(jié)能，國(guó)家應(yīng)從宏觀政策的角度大力發(fā)展。
相比氣凝膠材料，傳統(tǒng)材料不僅性能差，其在制備過(guò)程多伴有污染環(huán)境的因素。董海兵舉例說(shuō)，“同樣是A4紙大小面積的保溫材料，從厚度上來(lái)講，巖棉要比氣凝膠多出3~5倍。”
他介紹說(shuō)，巖棉是一種常見(jiàn)保溫材料，它的制備要開(kāi)山采石、高溫爐熔，是一種高耗能、不環(huán)保材料�！笆褂脷饽z可以大幅減少這種高耗能、高污染材料的應(yīng)用，如果能夠大規(guī)模替代，對(duì)自然資源和環(huán)境保護(hù)的作用是不言而喻的�！�
“使用氣凝膠不僅僅是材料上的替代，更是能源結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式上的替代。”董海兵說(shuō)，上海靜安、北京西紅門(mén)等地區(qū)的起火、爆炸事件，之所以最終釀成大禍，都與使用了易燃保溫材料不無(wú)干系。從人民生命財(cái)產(chǎn)安全的角度來(lái)考慮，更應(yīng)該推廣耐高溫、不燃的氣凝膠材料的應(yīng)用。
材料的廣泛應(yīng)用必然涉及標(biāo)準(zhǔn)的制定。一個(gè)好消息是，我國(guó)第一個(gè)氣凝膠材料方面的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)——《納米孔氣凝膠復(fù)合絕熱制品》，已經(jīng)制備完成，并將于2018年9月1日起正式實(shí)施。
應(yīng)南京玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院的邀請(qǐng)，愛(ài)彼愛(ài)和自2015年初起便參與到了氣凝膠制品國(guó)標(biāo)編制工作之中，并向國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制訂工作組提供了多款樣品。
“氣凝膠復(fù)合絕熱制品國(guó)標(biāo)正式公布，明年便開(kāi)始實(shí)施，這是氣凝膠行業(yè)的一件大喜事�！碧锢妆硎荆皹�(biāo)準(zhǔn)化工作，在促進(jìn)企業(yè)發(fā)展、推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)方面發(fā)揮了積極的影響�！�
