柔性二氧化硅气凝胶综述

周颖博 孔 纲 赖德林 车淳山

（华南理工大学，广州 510641）

0 引言

气凝胶是由胶体粒子或高聚物分子相互聚结构成纳米多孔网络结构，并在孔隙中充满气态分散介质的一种高分散固态材料［1］。因其独特的纳米多孔网络结构使其具有低密度、高孔隙率、高比表面积、低导热性等特点，这些特殊的性能使得气凝胶可用于隔热材料、隔音材料、吸附剂、催化剂载体、节能材料以及集成电路衬底材料等，具有广泛的应用前景。

1931年，美国Kistler 教授以水玻璃为硅源首次制备出了SiO2气凝胶，标志着气凝胶研究的开端［2］。SiO2气凝胶在胶体粒子间形成由Si—O—Si化学键连接而成的三维纳米多孔结构，是目前研究较深入、应用相对成熟的一类气凝胶。尽管许多研究人员在气凝胶性能优化方面进行了深入研究，但仍然存在两个主要缺陷限制了SiO2气凝胶的广泛应用。第一，气凝胶的机械性能差，特别是传统SiO2气凝胶在强度和柔韧性方面存在固有局限性；第二，关键的超临界干燥工艺带来高昂的制备成本使气凝胶难以实现批量生产。近年来，诸多研究者通过改进传统SiO2气凝胶制备方法获得了具有良好压缩回复形变能力和抗弯折特性的柔性SiO2气凝胶，使SiO2气凝胶在各领域尤其是作为柔性超级隔热材料表现出了优异的适用性［3］。此外，一些研究人员在低成本制备柔性气凝胶方面取得了突破，包括常压干燥、冷冻干燥、或真空干燥工艺等。本文概括柔性SiO2气凝胶的研究进展，从气凝胶的结构、性能以及应用方面展开，对不同柔性SiO2气凝胶的制备工艺进行比较。……