人类对舒适环境的追求推动了隔热材料的发展。气凝胶与泡沫材料具有密度低、孔隙率高、隔热效果好等优点,目前它们已在隔热领域展现出广阔应用前景。例如,它们可被用于建筑保温、航空航天热防护、新能源电池隔热以及保暖织物等领域。然而,当前各类型的气凝胶与泡沫材料在隔热、防火及力学性能方面仍存在重大缺陷。因此,针对隔热多孔材料的研究,其材料选择与结构设计十分重要。
图 1 隔热气凝胶/泡沫材料的分类、性能及应用
该文章首先介绍了气凝胶/泡沫材料的隔热机理以及阻燃机制。
图 2 气凝胶/泡沫材料的隔热机制示意图
图 3 气凝胶/泡沫材料的阻燃机理示意图
接着,作者分别介绍了无机、有机以及有机-无机杂化气凝胶/泡沫的近期研究进展,并分析总结了这三大类材料在隔热应用上的优缺点。如,无机材料具有天然的防火与耐高温特性,但往往力学性能不佳,弹性较差;有机材料除了具有优异隔热性能,且通过结构设计可展现较高的压缩强度与弹性,但其阻燃性能仍需关注;杂化型气凝胶/泡沫由于结合无机、有机组分的优势,可具备优异的综合性能,如隔热、阻燃、力学弹性等。
图 4 各类型隔热气凝胶/泡沫材料的性能对比
原文链接:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202411856
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