定義：以氣體為分散介質(zhì)的凝膠材料。其固體相和孔隙結(jié)構(gòu)均為納米量級。

學(xué)科：化學(xué)_物理化學(xué)_膠體化學(xué)

相關(guān)名詞：單組分氣凝膠 干凝膠

圖片來源：中國科學(xué)院網(wǎng)站

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氣凝膠是半固體狀態(tài)的凝膠經(jīng)干燥、去除溶劑后的產(chǎn)物，外表呈固體狀，內(nèi)部含有眾多孔隙，充斥著空氣，因而密度極小。2013年3月，浙江大學(xué)的科學(xué)家們研制出了超輕材料“全碳?xì)饽z”，這種固態(tài)材料密度僅為0.16kg/m3，是空氣密度的六分之一，也是迄今為止世界上最輕的材料。氣凝膠因其半透明的色彩和超輕的重量，還擁有許多俗名，如干凝膠、凍結(jié)的煙霧、固態(tài)的煙霧、固態(tài)的空氣、藍(lán)煙等。氣凝膠具有凝膠的性質(zhì)，如膨脹作用、觸變作用和離漿作用。

氣凝膠可分為兩類：單組分氣凝膠和氣凝膠復(fù)合材料。單組分氣凝膠有氧化物氣凝膠（硅基和非二氧化硅）、有機氣凝膠（樹脂基和纖維素基）、碳系氣凝膠（碳化塑料、碳納米管與石墨烯）、硫化物氣凝膠和其他種類的氣凝膠（單元素和碳化物等）。氣凝膠復(fù)合材料包括多組分氣凝膠、梯度氣凝膠和微/納米氣凝膠復(fù)合材料。

氣凝膠是優(yōu)良的熱絕緣體。大多數(shù)人會認(rèn)為，這是因為氣凝膠的成分99.8%為空氣而能有效絕熱（空氣是優(yōu)良絕熱體），但其實是因為氣凝膠的納米微孔洞抑制了氣體分子的熱傳導(dǎo)。就熱對流的方式而言，因為空氣無法跨越凝膠表面進(jìn)行對流作用，所以它也隔絕了熱對流。一般的氣凝膠對熱輻射不起太大的作用，而碳凝膠是優(yōu)良的熱輻射隔絕材料，因為碳元素在標(biāo)準(zhǔn)溫度下能夠吸收熱量轉(zhuǎn)移時散發(fā)的紅外線輻射，所以現(xiàn)今性能最好的氣凝膠是摻入部分碳元素的硅凝膠。

氣凝膠可用于三元電池?zé)崾Э馗魺?。生活中偶爾會發(fā)生電動車電池自燃的情況，從起火到整車爆燃往往只有幾秒鐘，主要原因就是電池內(nèi)部的隔熱水平不夠，單個電芯的熱失控擴大到整個電池組。氣凝膠作為防火隔熱材料，最大的作用就是延緩或者阻止熱擴散以及火焰的蔓延，將其應(yīng)用在新能源汽車中可以更好地實現(xiàn)電池的溫控和電控管理并提升性能，起到絕熱、防火的作用，為用戶和乘客逃離現(xiàn)場以及滅火爭取更多的時間。

氣凝膠還可用于磷酸鐵鋰電池冬季保溫。磷酸鐵鋰電池在低溫環(huán)境下，正負(fù)極材料中帶電電子運動能力變差，導(dǎo)致電池容量衰退和續(xù)航減少。氣凝膠出色的保溫性能可以使磷酸鐵鋰電池內(nèi)各電芯不受外部低溫影響。

此外，氣凝膠在太空偵測上也有多種用途，在俄羅斯的和平號太空站和美國的火星探路者號上也用到了這種材料。

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