我國有人早在1991年就開始了對氣凝膠的研究，這個人就是同濟大學教授——沈軍
個人簡介
沈軍教授在做演講
沈軍，男，同濟大學教授。1967年出生，1995年于同濟大學物理系獲博士學位，2000年晉升教授。2002年獲博士生導師。
現任同濟大學波耳固體物理研究所副所長、同濟大學納米材料與技術研究中心主任、近代物理實驗室主任。國際著名學術期刊Journal of Non-Crystalline Solids和國內核心期刊《強激光與粒子束》，《化工冶金》審稿人。
主要研究方向為溶膠-凝膠法制備納米非晶多孔固態(tài)材料和薄膜材料，主要進行納米材料中有關光學、熱學、電學問題的探索。涉及一步法制備SiO2氣凝膠、二步法制備超低密度SiO2氣凝膠、納米復合光學薄膜的制備、SiO2-GeO2二元氣凝膠的合成、有機氣凝膠制備與碳氣凝膠電輸送、摻雜氣凝膠的發(fā)光特性與熱輸運特性研究等。
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)煙霧或是藍煙，是一種納米級別的多孔超級隔熱材料。
通俗來講，氣凝膠是一種物質形態(tài)。2014年世界材料大會提出，這種形態(tài)由90%以上的空氣和不足10%的固體構成。它可以承受相當于自身質量幾千倍的壓力，在溫度達到1200攝氏度時才會熔化。此外它的導熱性和折射率也很低，絕緣能力比最好的玻璃纖維還要強39倍。
由于具備這些特性，氣凝膠便成為航天探測中不可替代的材料，俄羅斯“和平”號空間站和美國“火星探路者”探測器都用它來進行絕緣。
除航天外，氣凝膠還可廣泛應用于軍工、石化、電力、冶金、建筑、服裝等眾多領域，是傳統(tǒng)保溫材料的革命性替代產品。
沈軍與氣凝膠
由德國資助成立的同濟大學波耳固體物理研究所副所長沈軍是國內最早研究氣凝膠的學者之一。
“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擠出去就是豆干，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擠出去，但體積又不能縮小，要補充氣體進去，所以比較難。”沈軍在一次與科技日報記者的采訪中說。
沈軍介紹說，1931年，美國斯坦福大學Kistler通過水解水玻璃首次制備得到氣凝膠。但由于工藝復雜及成本太高，氣凝膠在問世后并沒有引起足夠重視。
上世紀80年代，歐洲的一些物理學家開始注意到這種新材料并開始研究。1985年，德國維爾茨堡大學物理所組織召開首屆“氣凝膠國際研討會”。到上世紀90年代初，美國人又重新進入氣凝膠的研究。
1993年，氣凝膠被應用到宇航服、太空飛船、航天飛機等。
由德國資助成立的同濟大學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。由于與德國關系緊密，該實驗室得以迅速獲得氣凝膠制備技術。“我們在短時間內迅速達到了國際先進水平。”沈軍說。
近幾年，由于能源需求緊張、全球生態(tài)環(huán)境惡化等原因，學界和業(yè)界又開始攻關氣凝膠的產業(yè)化。
“直到2013年左右，這個產業(yè)才算發(fā)展起來，目前比較領先的是美國和中國。”沈軍說。美國氣凝膠主要應用于航天、石油化工等領域，同時逐步進入消費品市場。我國的氣凝膠現在主要用于高鐵、油田等行業(yè)。
一些氣凝膠的技術成果
早在2016年，中國航天科工三院306所就與華星美科新材料科技（江蘇）有限公司就有過合作，組建成立了氣凝膠技術國際研發(fā)中心，力圖打造國際先進、國內領先水平的氣凝膠技術研發(fā)基地，開展氣凝膠民用衍生品的應用開發(fā)，以市場化方式和國際化視野搭建“政—產—研—用”的專業(yè)交流平臺，加快了氣凝膠產業(yè)化發(fā)展進程。
而就在2019年的12月25日，同濟大學通過采用預冷凍技術結合碳化工藝，制備了集大孔、介孔和微孔結構于一體的超黑碳氣凝膠，提高了光熱轉化效率。該材料通過水蒸發(fā)的方式，可以進行海水淡化、硬水軟化和污水處理，且處理后的水質能夠達到世衛(wèi)組織和衛(wèi)生部關于飲用水的標準。
該論文的第一作者是博士生汪宏強，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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參考來源
同濟大學官網、寧波材料技術與工程研究所、中國能源網、科學網、中國粉體網、百度百科
