江洪 王春晓

气凝胶是世界上密度最小的固体，密度仅为3.55kg/m3，也被称为“固态的烟”，具有膨胀作用、离浆作用等，还具有高比表面积、绝热等特征。气凝胶材料在20世纪30年代由美国塞缪尔·基斯勒（Samuel Kistler）教授采用超临界干燥方法制备而成。气凝胶自身的结构和性能使其具有重要的应用价值，广泛应用于服饰、建筑、环保等众多领域。本文对国外气凝胶材料的制备工艺和应用进展进行介绍。

1 不同气凝胶材料的制备

1.1 纤维素气凝胶

纤維素是自然界中一种可再生的绿色生物质材料，其广泛存在于植物和部分海洋生物中。纤维素气凝胶是以纤维素作为原材料制备而成，这种材料具有生物降解等环保特性。纤维素气凝胶种类丰富，如细菌纤维素气凝胶、纳米纤维素气凝胶，其制备工艺通常都包含冷冻干燥等流程。法国国家科学研究中心Gavillon等人[1]将纤维素材料溶解于氢氧化钠溶液中，制备了一种新型高度多孔纯纤维素气凝胶材料，其内部比表面积在200～300m2/g左右，密度在0.06～0.3g/cm3之间。科罗拉多大学Blaise等[2]人利用啤酒酿造工业的废弃物作为培养基，将使用醋酸杆菌制备出的细菌纤维素，再通过超临界干燥法等方法制备出一种细菌纤维素气凝胶材料，具有低热导率的特征，并提出未来使用食物垃圾作为培养基来提高生产力。德国航空航天中心Schestakow等人[3]首先使用微晶纤维素作为原材料制备一种气凝胶，然后通过使用普通溶剂如水、乙醇、异丙醇或丙酮等溶剂将……