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气凝胶是由胶体粒子或高聚物分子相互聚集形成纳米多孔网络结构，并且在网络结构空隙中充满气态分散介质的一种高分散固态材料。
作为一种纳米多孔材料，气凝胶具有连续三维纳米多孔网络结构(如图1所示)，赋予其低密度、高比表面积、大孔隙率等特性，其独特的网络结构可以有效限制热量传输 [1-4]，如图2所示，气凝胶的纳米孔和三维网络结构可以有效抑制气体分子的对流传热的传热和固体热传导。
而且气凝胶的网络结构(孔结构)可以通过溶胶-凝胶工艺调控[5, 6]，是一种理想的高性能隔热材料，其常温常压下的热导率可低至0.018W/(mK)以下[7]，大大优于传统隔热材料(如图3)。
图1 气凝胶三维网络结构示意图图2 不同隔热材料热传热机制示意图图3 不同材料在不同温度下的热导率气凝胶种类众多，目前只有SiO2气凝胶隔热材料实现了产业化和工程应用。
国内外科研人员多使用高纯度的醇盐（如正硅酸甲酯等）作为硅源，再使用超临界干燥工艺来制备SiO2气凝胶。
然而这种制备方法原料成本高，这是目前SiO2气凝胶隔热材料成本高、难以大规模发范围应用的关键原因之一。
由于SiO2气凝胶孔隙率高、密度低，其力学性能极差，具体表现为脆性大、强度低，难以成型和加工。
因此，纯SiO2气凝胶因强度低而无法作为隔热材料使用，目前的SiO2气凝胶隔热材料产品均是纤维毡增强材料与SiO2气凝胶复合的绝热毡。
即使如此，SiO2气凝胶绝热毡仍存在掉粉掉渣的问题，存在安全、健康和洁净问。
综上所述，亟需开发一种新型SiO2气凝胶材料或SiO2气凝胶材料新型制备和改性工艺以解决传统SiO2气凝胶隔热材料成本高、力学性能差这些国际性难题。
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