近日，湖北江瀚新材料股份有限公司(下简称“江瀚新材”)获IPO批文发布招股意向书，并已通过发审会。本次项目中比较抢眼的是气凝胶复材，而公司目前有硅酸酯2万吨/年的产能，这是气凝胶的主要原料之一，也是公司的亮点之一。

并且，公司已于2019年立项开展气凝胶粉体及制品生产技术研发，目前正在小试阶段，预计2024年可以实现量产，形成2000吨/年的气凝胶粉体及制品产能。

目前国内已有近30家企业从事气凝胶或气凝胶复材与制品的研究与生产工作，赛道热度较高，但成本还是最大的阻碍。

气凝胶具有比表面积大、孔隙率高、粒径小等特点。由于气凝胶特殊的物理结构，使其有着很强的防火和隔热性能，可广泛应用于建筑领域，在建筑节能领域有较好的发展前景。

1、生物质基气凝胶材料成为主要国家研究热点

碳气凝胶（CA）是以有机气凝胶为前驱体，在惰性气体氛围中高温裂解后得到的一种新型纳米多孔碳材料，同时具有气凝胶极高孔隙率、高比表面积、低密度等特性以及碳材料耐热、耐酸碱、高导电率的特点，但因其工艺复杂、生产周期长、生产规模小、原材料成本昂贵，易造成环境污染等问题，限制了碳气凝胶的工业化生产和应用。而生物质原料来源广泛、成本低廉、碳源丰富，因此利用生物质原料制备环保型多孔碳纤维气凝胶是一种经济、可持续的生产方式。

中美欧研究人员对生物质基气凝胶材料的制备和应用开展研究，取得一系列研究成果。法国国家科学研究中心的研究人员将纤维素材料溶解于氢氧化钠溶液中，制备出新型高度多孔纯纤维素气凝胶材料，其内部比表面积为200-300m2/g，密度仅为0.06-0.3g/cm3。美国科罗拉多大学的研究人员利用啤酒酿造工业的废弃物作为培养基，使用醋酸杆菌制备出细菌纤维素，再通过超临界干燥法等方法制备出具有低热导率特征的细菌纤维素气凝胶材料。中国嘉兴学院中澳先进材料与制造研究院（IAMM）的研究人员开发出水下机械性坚韧、弹性高、超亲水的纤维素纳米纤维基气凝胶，可用于油包水乳液分离和太阳能蒸汽发电等，解决了纤维素气凝胶耐水性差和水下机械韧性低的问题，打破了其应用的阻碍。

2、3D打印气凝胶材料取得多项技术进展

由于传统气凝胶的力学性能有限，难以通过后期加工形成所需的复杂形状结构，因此定制化制备复杂形状结构材料的3D打印技术有望成为突破气凝胶材料应用瓶颈的先进制造技术。2015年，美国加利福尼亚大学的研究人员首次通过3D打印技术制备石墨烯气凝胶，此后3D打印气凝胶逐渐成为研究热点。目前，3D打印气凝胶材料的制备中的打印方法主要有挤出式、冷场辅助按需滴落（DOD）法和光固化法3种方式。根据3D打印气凝胶的主要组成可分为3D打印碳气凝胶、3D打印无机气凝胶和3D打印有机气凝胶。美国阿克伦大学的研究人员先采用立体光固化成型（SLA）技术制作类似于乐高积木的小砖块，使用熔融沉积制造（FDM）工艺制作成形模，再向模具与砖块里面注入气凝胶后经过脱模、固化等后处理，实现了气凝胶砖块的模块化生产。瑞士联邦材料科学与技术实验室的研究人员直接采用二氧化硅气凝胶粉末的浆液进行墨水直写打印微型二氧化硅气凝胶物体，该物体具有高比表面积和超低导热率，可用作热绝缘体和微型气泵并可降解挥发性有机化合物。

3、气凝胶材料的主要应用

气凝胶具有极低密度、超高孔隙率、低折射率、低热导率、低声阻抗等特性，这是一般固态材料所不具备的。这些特性使其在隔热保温、生物医学、隔音、吸附等领域具有巨大的应用前景。

1）隔热保温领域

气凝胶材料的导热系数非常低，是目前已知的隔热、保温性能最好的材料。NASA曾对多孔材料、泡沫材料、相变材料、气凝胶材料等多种材料的隔热效果、质量、材料柔性、力学强度、厚度等性能进行综合对比，发现气凝胶不仅具有良好的综合性能，而且兼具更加优异的保温隔热性能，可作为宇航服的候选材料。此外，气凝胶材料在节能窗、屋面太阳能集热器、保温涂料等民用领域，以及飞机黑匣子、战斗机机舱隔热层等军事领域中也有广泛应用。

2）生物医学领域

气凝胶材料具备生物相容性、合适的机械性能、生物可降解性等特性，已应用于可植入医疗器械、非侵入成像、骨接枝和生物传感器等领域。此外，气凝胶材料还可被制备成微球用于药物缓释，以达到向靶细胞靶向控制释放药物的功能，具有潜在应用价值。

3）隔音领域

气凝胶材料不仅具有极大的内表面积，可使声波在其内表面上进行多次反射而衰减，而且具有极高孔隙率，其表面的纳米级孔道使得空气黏性流动的速度与空气分子的Knudsen扩散速度相接近，以此消耗掉一部分通过空气传播的声能，达到良好的隔音效果。

4）吸附领域

气凝胶材料具有极高孔隙率，可对有机物进行有效的吸附，还可以用来除去金属离子。与传统方法相比，利用碳气凝胶进行电吸附除去溶液中的金属离子具有减少二次污染、节能、可再生的优势。此外，改性后的气凝胶材料还可对特定物质进行选择性吸附，如将四乙烯五胺负载在二氧化硅气凝胶中，可对二氧化碳进行高效吸附。

4、气凝胶材料的未来研究方向

气凝胶材料种类多样，合成工艺逐渐形成体系，但是目前针对气凝胶的研究依然存在一些问题：气凝胶高温条件下热导率增长较快；相对于金属材料而言，气凝胶整体的机械强度还是较弱；气凝胶与纤维等增强基体材料的黏结性差；气凝胶的生产过程中会用到许多有机溶剂，造成环境污染，不利于大规模生产；气凝胶难以回收利用，不利于可持续发展等。

气凝胶未来的研究方向和发展趋势主要集中在开发纤维素气凝胶、石墨烯气凝胶、钙钛矿结构气凝胶、非金属单质气凝胶等新型气凝胶材料；通过采用不同的前驱体、优化合成方法和改变加强体等方法调控气凝胶结构；扩展气凝胶应用领域等。

气凝胶材料的发展和应用仍然处于不断探索的过程，虽然目前已在一些领域取得研究进展，但仍需要解决资源利用不充分、制造成本高、技术工艺存在缺陷等问题，各主要国家还将在这一领域展开激烈竞争。我国在气凝胶材料领域的研究水平位居世界前列，应持续开展对气凝胶材料制备及大规模生产工艺的研究，扩展气凝胶材料的应用领域，保持在该领域的领先地位。

文章来源： 中凝气凝胶，全球技术地图，DT新材料