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20世纪以来，新材料的使用改变着人类的生活习惯与生活方式。金属新材料、复合新材料、化工新材料、信息新材料、纤维新材料等丰富多彩。新建筑材料的出现，为人类创造了更加美观而舒适的居住条件。新材料还促进了交通运输条件的改善，它使得火车与飞机更加快捷，而汽车则为人类的个性化生活提供了前提条件。生物材料为人类提供了新的医疗手段，同时也为人类提供了新的健康概念。新的合成纤维的出现，使人类超越自然纤维单一途径获取更加丰富多彩的纺织品和服装；具有各种特殊功能的合成冼涤剂，使人类的生活更加清洁；信息材料的发展，丰富了人类的通信手段，改变着人们的交流方式，而且深刻地影响着人类的生活方式，它不仅使人们能够在现实空间，而且能够在虚拟空间里创造自己的个性化生活。新材料还为人类的航空航天事业提供了前提条件，为人类实现拓展生存空间和消解人类孤独提供可能的机会。 材料及新材料的定义 新材料战略性 当今，科技革命发展迅猛，新材料产品日新月异，更新换代的步伐明显加快。新材料技术与纳米技术、生物技术、信息技术相互融合，结构功能一体化、功能材料智能化趋势明显，低碳、高性能、绿色、可再生循环等环境友好特性倍受关注。 《揭秘未来100大潜力新材料（2019年版）》是新材料在线®综合国内外知名研究机构和企业的研究进展，本着重大性、颠覆性、引领性、基础性四大原则，从电子信息功能材料、先进复合材料、特种功能材料、高性能金属材料、关键原材料等几大领域中遴选出100种未来超具发展潜力的新材料 一：先进基础材料（共计252家） 1、先进钢铁材料（共计12家）2、先进有色金属材料（共计39家）铜及铜合金（共计13家）锌及铅（共计13家）其他特种金属功能材料（共计13家）3、先进化工材料（共计118家）4、先进建筑材料（共计59家）5、先进轻纺材料（共计8家） 二、关键战略材料（共计136家）1、高端装备用特种合金（共计30家）稀土功能材料（共计20家）先进半导体及新型显示配套材料（共计16家）南大光电（300346）光电新材料（三甲基镓、三甲基铟、三甲基铝、三乙基镓、二茂镁） 三、前沿新材料（共计31家）1、3D打印材料（共计10家）2、超导材料（共计10家）3、智能仿生与超材料（共计3家）4、石墨烯材料（共计8家） 气凝胶密度极低，是世界上最轻的固体。目前，最轻的气凝胶是一种“全碳气凝胶”，密度仅有0.16mg/cm3（去除空气密度），仅为空气密度的1/6。把这种材料放在花朵上，柔软的花蕊几乎没有变形。
气凝胶的制备过程分为两步：制备湿凝胶、将湿凝胶通过特殊手法干燥。湿凝胶最传统的制备方法是溶胶-凝胶法。将含高化学活性组分的化合物分散在溶剂中，经过水解反应生成活性单体，活性单体聚合，形成溶胶，进而生成具有一定空间结构的凝胶。此时制作出来的凝胶有点类似于果冻，紧接着将果冻状凝胶进一步进行干燥处理即可得到气凝胶。由于表面张力的作用，通常状态下，凝胶内液体的挥发会使得凝胶脆弱的骨架坍塌。而通过冷冻干燥技术进行干燥可以解决这一问题。将湿凝胶在低温冷冻，接着置于真空条件下干燥。由于冷冻过程已经使得凝胶内的液体转变为固体，之后在真空环境中以升华的形式脱离凝胶骨架，这样就可以避免了液体挥发造成骨架坍塌的问题，得到我们所期待的气凝胶。
“气凝胶有什么用途？”相信每个人都会有这样的疑问。回答也会是各式各样，“它有着极低的热导率，可以作为超级隔热材料”“它可以用作电极”“它可以用于污染治理”
总的来讲，气凝胶的性能主要由两部分贡献：一部分是结构，简单地说就是由多孔性质衍生出的性能，比如优良的隔热性能。用火焰隔着气凝胶对一朵花进行加热，花朵几乎没有任何损伤。此外，某些气凝胶还表现出优异的吸附性能，如“碳海绵”。气凝胶可以制作成为保温毡，具有柔软﹑易裁剪﹑密度小、无机防火﹑整体疏水、绿色环保等特性，有望替代玻璃纤维制品、石棉保温毡、硅酸盐纤维制品等不环保、保温性能差的传统柔性保温材料。现有的吸油产品一般只能吸自身质量10倍左右的液体，而“碳海绵”的吸收量是250倍左右，最高可达900倍。同时，“碳海绵”具备高弹性，被压缩80%后仍可恢复原状。这让人很容易想到用它来处理海上的漏油，将它们撒在海面上，就能把漏油迅速地吸收进来，因为有弹性，吸的油能够被压出来回收利用。有望在治理海上漏油方面发挥重要作用。
另一部分的性能来源于构成气凝胶骨架的成分处于纳米尺度。纳米尺度粒子本身具有的某些性能，以气凝胶的形式存在时，往往会得到增强。比如锂电池的电极材料——二氧化锰(MnO2)，当它以气凝胶的形式存在时，锂电池的放电性能得到了大幅度提高。 作为一种诞生于20世纪初的材料，气凝胶本不属于最近发现的“新材料”，然而其各方面的优良特性使其受到广泛关注，这种材料的应用还需要去不断研究、探索。 |
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