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什麼是氣凝膠

什麼是氣凝膠

      「氣凝膠」(Aerogel) 是含有大量空氣的凝膠結構,凝膠定義是利用分子相互縮合而形成三次元網狀結構材料,其體系包含有機、無機以及有機無機複合等。目前市面上氣凝膠主要是以無機二氧化矽分子聚集堆疊成奈米至次微米級 1 級團聚分子,隨後再度利用 1 級團聚分子縮合形成 2 級的三次元網狀結構,因其奈米級二氧化矽團聚分子內部已經含有 60% 以上的奈米級孔洞,另外在三次元網狀結構之間再度含有大量的微米級孔洞,在氣凝膠製備初期,這些孔洞內部都被大量的溶劑所佔據;在此階段產品的性質就像仙草凍或果凍般的物性,故稱為「濕膠」(wet gel) 或簡稱為「凝膠」(gel)。隨後利用超臨界乾燥或特殊常壓乾燥技術,在保持氣凝膠的體積下將濕膠內部的溶劑去除,使這些含大量 溶劑的汽化,使溶劑孔洞轉換成空氣;故稱「氣凝膠」。

本公司所開發之二氧化矽分子聚集堆疊成奈米至次微米級 1 級團聚分子,隨後再度利用 1 級團聚分子縮合形成 2 級的三次元網狀結構。由以上電子顯微鏡照片可以更加瞭解氣凝膠形成的機制。

上圖左側為 ~300nm 氣凝膠顆粒電子顯微鏡斷層掃瞄照片,右側為數十微米氣凝膠顆粒內部電子顯微鏡照片。

一般氣凝膠的定義為產品網狀結構中必須含有大量奈米至微米級的空氣。由本公司拍攝之顯微鏡照片中可明顯看出氣凝膠顆粒內部含有大量奈米至微米級的孔洞,使生產之氣凝膠具有防火、隔熱、輕量化及低介電等優異的特性。

此圖本公司所開發之氣凝膠板材的電子顯微鏡照片。由照片中可看出在氣凝膠板材中氣凝膠分子堆疊形成三次元網狀結構。在三次元網狀結構的氣凝膠分子之間含有大量孔洞,使其擁有優異的防火隔熱、輕量化等性能。

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