增強型二氧化硅氣凝膠材料的研究進展

王蒙蒙 徐杰 隋學葉 綦開宇

摘 要：二氧化硅氣凝膠是世界上最輕的固體材料之一，因其具有熱導率低、比表面積大、孔隙率高等優良特性，在保溫隔熱領域具有極大的發展空間；然而，二氧化硅氣凝膠具有強度低、不易成型等問題，限制了其在各應用領域的快速推廣。本文綜述了通過復合或摻雜增強二氧化硅氣凝膠力學性能的方法，并對當前形勢下二氧化硅氣凝膠的應用前景進行了展望。

關鍵詞：強度低；復合；摻雜；力學性能；應用

二氧化硅氣凝膠是由納米凝膠顆粒間Si-O-Si鍵相互連接堆積構成的三維曲折固體網絡結構［1］，其內部網絡孔隙中含有90%以上的氣態介質［2］，因此具有獨特的使用性能。在高性能隔熱材料領域，二氧化硅氣凝膠因低導熱系數（0.012 W/（m·K））、高比表面積（1 600 m2/g）、低體積密度（3 mg/cm3）等優異性能而得到顯著的發展［3］。

在二氧化硅氣凝膠的制備過程中，若通過簡單的蒸發工序將濕凝膠中的液體與固體進行分離，則在干燥過程中氣凝膠會因毛細管壓力的作用使得凝膠固體收縮并發生嚴重的開裂坍塌現象。20世紀30年代初期，美國科學家Kistler［4］ 利用水解水玻璃的方法制備二氧化硅氣凝膠，其通過超臨界干燥技術，利用氣體取代濕凝膠中液體成分的位置，成功的解決了濕凝膠干燥時開裂坍塌這一難題，世界上第一塊真正意義上的二氧化硅氣凝膠正式誕生。由于氣凝膠生產過程中所使用的設備及工序復雜，在隨后的幾十年里并沒有得到顯著的發展。直至20世紀80年代后，隨著基礎理論研究的完善、工藝技術的進步，二氧化硅氣凝膠各項性能才有所提高。2001年，美國 Aspen 公司首次實現二氧化硅氣凝膠的商業化生產［5］。近幾年氣凝膠材料的發展在國內越發受到重視，并得到許多相關政策的支持。

二氧化硅氣凝膠在市場中大規模的推廣仍然受到多方面因素的限制，如二氧化硅氣凝膠具有陶瓷本征的脆性及不易成型等問題。許多科研工作者都致力于開拓有效的增強技術來改善二氧化硅氣凝膠的力學性能，而改善氣凝膠材料的力學性能的關鍵措施是使氣凝膠骨架的連接性強度提高。

力學性能的影響因素中，密度是首要因素，其他參數包括氣凝膠材料的合成條件和微觀結構等。增強力學性能的方法主要包括延長老化時間、引入增強第二相制備復合材料、二氧化硅與聚合物有機交聯、引入有機硅源前驅體等［6］。

1 延長老化時間

延長氣凝膠老化時間的主要應用原理是奧斯特瓦爾德熟化理論［7］，即在形成濕凝膠網絡后，仍然存在較小單體的溶解并在頸部區進行沉積的過程，此過程可增強珍珠鏈狀結構中點與點之間接觸的面積，進而增強網絡結構之間的連接強度，因此改變老化的時間、溫度、以及老化液體的種類是調整氣凝膠的力學性能的有效途徑；但是，通過延長老化時間（長達10 d左右）來提高氣凝膠結構的完整性會使得氣凝膠的孔徑和密度增大，孔徑最大可達68 nm，進而會使導熱系數受到影響［6］。

Iswar 等［8］以正硅酸乙酯為預聚合體進行凝膠化，經老化疏水過程，最后通過環境壓力或超臨界CO2干燥的方法進行干燥處理。利用超臨界CO2進行干燥的凝膠在固定溫度為65 ℃下老化2 h和24 h，并通過改變二氧化硅濃度來獲得不同密度的氣凝膠，結果表明，超臨界CO2干燥氣凝膠密度主要由溶膠中的二氧化硅濃度決定，而不是由老化時間決定。由圖1［8］得，對比2 h和24 h兩次老化時間的單軸壓縮應力-應變曲線表明，密度大于0.2 g/cm3的氣凝膠呈現脆性，應變最大小于10%，而對于密度小于0.1 g/cm3的氣凝膠可以承受至少80%的應變而不破裂。當密度增加3～ 4倍時，彈性模量增加40～50倍。實驗結果表明，在老化過程中較小單體的溶解和在頸部區進行沉積會使得顆粒間頸強度和固體網絡結構加強，進而達到凝膠網絡強度韌性增加的效果。

Iswar等［9］研究了老化時間和溫度對氣凝膠物理性能的影響，其研究主要是在不進行溶劑交換的前提下，針對正硅酸乙酯基硅膠的凝膠液分別在2～24 h和55、65、75 ℃的不同溫度下進行老化，經疏水過程后，進行環境壓力干燥或超臨界CO2干燥。圖2［9］主要反映了在固定老化溫度65 ℃的條件下，進行不同的老化時間的硅醇凝膠振蕩掃描試驗，其試驗結果得出，在低變形應變下，在線性粘彈性范圍內，儲能模量和損耗模量都顯示出恒定的平臺，彈性值大于粘性值。這表明，在不同的老化時間內，硅醇凝膠在低變形應變下具有完全彈性，在線性粘彈性范圍內，儲能模量和損耗模量的值不隨老化時間的變化而系統地發生變化。在高變形應變下，出現儲能模量減少損耗模量增加的現象，使儲能模量和損耗模量在

30％應力點處產生交叉。雖然儲能模量和損耗模量的值與老化時間無關，但儲能模量和損耗模量的交叉點的值隨老化時間而有系統的變化。隨著老化時間從2 h增加到24 h，儲能模量和損耗模量的值從150 Pa增加到800 Pa。越過交叉點，則進入不可逆變形范圍，其中彈性行為轉變為粘性行為狀態，凝膠網絡被振蕩剪切力破壞，此時儲能模量和損耗模量的值會隨著老化時間的增加而系統的增加。最后得出結論，老化不影響氣凝膠的純彈性反應，但在粘性狀態時會使得儲能模量和損耗模量發生明顯的增加。

2 有機交聯

硅主鏈與聚合物的有機交聯是另一種用于增強硅基氣凝膠力學性能的方法，其主要使用正硅酸甲酯或正硅酸乙酯與有機硅烷前驅體形成復合材料，其以聚合物單體為交聯劑，使得聚合物鏈連接凝膠顆粒形成有機交聯網絡以增強硅基氣凝膠的網絡完整性，并使彈性有所提高，目前常用的有機硅前驅體包括乙烯基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷等［10］。二氧化硅氣凝膠的性能主要由其內部的孔結構決定，恰當種類和添加量的聚合物可以有效的對氣凝膠的力學性能進行調控，然而在相互交聯的同時會消耗很長時間，使得氣凝膠的密度顯著增加0.9 g/cm3［6］，最后對材料的熱導率產生了明顯的影響。

張瑜［11］以正硅酸乙酯和甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷三種硅源為前驅體，經過酸堿催化后制備出雙甲基二氧化硅氣凝膠，制備時間僅僅為8 h左右。研究結果表明，當二甲基二乙氧基硅烷和正硅酸乙酯的摩爾比達到一定值后，會產生具有粗化結構的骨架，使得壓縮率達到78.2%，楊氏模量達到14 KPa，孔隙率達到95.8%，潤視角達到154.8°，具有良好的疏水性能。

3 引入第二相增強相

引入第二相增強二氧化硅氣凝膠的方法主要是通過添加纖維、石墨烯、碳納米管及多孔材料等增強相的方法制備出二氧化硅氣凝膠復合材料。雖然纖維與氣凝膠結合可以提高二氧化硅氣凝膠的力學性能，減少氣凝膠粉塵釋放量，但是纖維與氣凝膠之間固有的較差的界面結合能力會破壞纖維增強的效果。

Yi等［12］為解決這一問題，在硅酸鋁纖維表面原位合成納米莫來石晶須，增強復合材料的界面結合能力，進而提高了復合材料的力學性能。將硅酸鋁纖維、莫來石晶須、二氧化硅氣凝膠三者形成的復合材料在50%應變下的壓縮應力為6.45 MPa，壓縮模量為69.74 MPa，是單獨纖維增強二氧化硅氣凝膠的6.14倍和9.07倍；同時，復合材料在30%應變下循環壓縮200次后，最大應力保留率為97.8%，該復合材料的熱導率低至27.5 mW/（m·K），密度為0.26 g/cm3。

羅丹等［13］以正硅酸乙酯為前驅體，以玻璃纖維和碳纖維為增強相，經過溶膠凝膠、分階段（60、80、120 ℃）常壓干燥工序后，分別制備了玻璃纖維增強二氧化硅氣凝膠和碳纖維增強二氧化硅氣凝膠復合材料，其中，玻璃纖維與二氧化硅顆粒基體之間的界面結合較差，制得的二氧化硅氣凝膠復合材料具有較差的力學性能和較高的導熱系數，其導熱系數為0.041 0 W/（m·K）。由圖3［13］可得，當應變為60％時，其壓縮強度為0.676 MPa；而碳纖維與二氧化硅氣凝膠顆粒之間的結合具有較好的界面相互作用，制得的碳纖維增強二氧化硅凝膠復合材料與玻璃纖維增強二氧化硅氣凝膠復合材料相比，具有良好的力學性能和相對較低的導熱系數，其導熱系數為0.034 2 W/（m·K），當應變為60％時，壓縮強度為1.225 MPa。由此可見，碳纖維在復合材料中與二氧化硅氣凝膠之間具有更好的結合能力，可在氣凝膠復合材料中發揮至關重要的增強作用。

Lamy-Mendes等［14］以甲基三甲氧基硅烷和3-氨基丙基三甲氧基硅烷為硅前驅體體系，通過調節3-氨基丙基三甲氧基硅烷中硅的摩爾數（0～20%）合成碳納米結構二氧化硅氣凝膠復合材料。碳納米管的加入誘導了碳納米管周圍硅基的生長，3-氨丙基三甲氧基硅烷可以和碳納米管對材料的力學性能發揮協同作用，楊氏模量可以提高到14 MPa。

Patil［15］以雙壁碳納米管作為二氧化硅氣凝膠基體的增強材料，采用分子動力學模擬。研究發現：二氧化硅氣凝膠中質量分數為2.06%的高強度雙壁碳納米管纖維的隨機分布可顯著提高二氧化硅氣凝膠復合材料的拉伸強度和彈性模量；納米復合材料的彈性模量隨雙壁碳納米管纖維質量分數的變化呈二次增長；在壓縮模擬實驗中，隨著雙壁碳納米管纖維重量百分比的增加，初始剛度也會增加，并會發生早期致密化。Patil等［16］還研究了將玻璃纖維、石墨烯片和碳納米管加入二氧化硅氣凝膠基質中分別形成三種復合材料。增強相的加入可以提高材料的力學性能，如抗拉強度、彈性模量，并能改善因裂紋而引起的變形；碳基納米復合材料的力學性能明顯優于天然二氧化硅氣凝膠和玻璃纖維增強二氧化硅氣凝膠；在軸向載荷下，玻璃纖維、石墨烯片和碳納米管增強納米復合材料的彈性模量分別比天然二氧化硅氣凝膠高3.5倍、9.5倍和11.5倍左右。

Merillas等［17］以正硅酸乙酯為基礎，結合多種網狀聚氨酯泡沫，制備了不同配方的二氧化硅氣凝膠復合材料，并針對所制備的復合材料的力學性能進行了壓縮性能測試。二氧化硅氣凝膠-聚氨酯泡沫復合材料在變形為10%和25%時表現出明顯的彈性行為，恢復率達到95%以上。經六甲基二硅氮烷改性后，復合材料的彈性模量高于相應的純硅氣凝膠，該值從130 kPa增加到307 kPa。當純硅氣凝膠在12%的應變下破裂時，二氧化硅氣凝膠-聚氨酯泡沫復合材料在接近100%應變值時會發生致密化現象，仍然沒有發生破裂現象，其熱導率在不同孔徑下分別可達到12.3 W/（m·K）和13.0 W/（m·K）。這一實驗證實了當用聚氨酯泡沫聚合物基質來增強氣凝膠時，氣凝膠表現出更堅固和更有彈性的物理特性。

4 引入有機硅源前驅體

使用有機硅烷前驅體制備二氧化硅氣凝膠時，由于引入不可水解的的有機基團（烷基、胺基、乙烯基等［10］）使得二級膠粒之間空間增大，進而在一定的壓力范圍內可以產生一定的彈性形變，使二氧化硅氣凝膠具有一定的柔性。常見的有機硅源前驅體包括甲基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷等。

楊柱超［10］采用甲基三甲氧基硅烷和正辛基三乙氧基硅烷做為有機硅前驅體制備的二氧化硅氣凝膠具有良好的彈性，其可承受最大應變為60%，最大抗壓強度為0.148 MPa。常溫（25 ℃）導熱系數為0.025 W/（m·K），疏水角可達到141°。通過乙烯基三乙氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷制備的二氧化硅氣凝膠承受最大應變為55%，最大抗壓強度為0.571 MPa，且經過多次應力應變測試后穩定性良好，其常溫（25 ℃）導熱系數為0.024 W/（m·K）。

Du等［2］以乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基甲基二甲氧基硅烷為原料制備了乙烯基二氧化硅氣凝膠，其可在不破壞內外結構的情況下壓縮至原尺寸的90%，且可以完全恢復原來的尺寸，20次循環的應變-應力曲線幾乎可以重疊。主要原因是當氣凝膠被施加外力時，顆粒鏈之間的孔隙為Si-O-Si創造了一個大的緩沖空間，Si-O-Si主鏈上的甲基極性較弱，分子間作用力降低，柔性增強，使得氣凝膠的網絡不易斷裂。楊氏模量最小為0.04 MPa，因此可以得出二烯合成反應所制備的氣凝膠具有良好的柔韌性。其吸附能力高于常規二氧化硅氣凝膠，對二氯甲烷的吸附量可達15.0 g/g。

5 二氧化硅氣凝膠的應用

二氧化硅氣凝膠自誕生以來經歷了由美國主導的前三次產業化，近幾年正處于由中國主導的第四次產業化過程中。新增眾多產能的同時進一步將氣凝膠的應用拓展到了民用領域，如新能源電池、新能源汽車隔熱防火、氣凝膠玻璃、氣凝膠沖鋒衣、家電產品節能防火等。除此之外，二氧化硅氣凝膠由于其獨特的內部結構，在航天、建筑保溫、工業保溫、電力能源、高溫熱防護、聲障材料、催化劑載體、環保等眾多領域有所涉及［18-19］。

5.1 建筑保溫

隨著時代的推進，全球氣候變暖已經成為全世界共同面臨的危機。全球氣候變暖主要是由二氧化碳等溫室氣體的排放導致的。2016年，全球建筑行業能源消耗占最終能源使用總量的30%，與其相關的CO2排放量占全球的28％［20］。在國內，由于經濟水平的提高，人們對生活質量的要求也越來越高，空調幾乎成為家家戶戶必備的控溫產品。除此之外，加熱、通風等建筑設備對能源的消耗也間接加速了全球氣候變暖的步伐。解決這一問題的主要辦法是在建筑周圍采用高效的隔熱保溫材料，通過將保溫隔熱材料與建筑相結合，可有效的減輕熱量的傳遞，達到保溫隔熱的效果。

二氧化硅氣凝膠的市場增長率主要是由隔熱材料推動的，由于二氧化硅氣凝膠具有低導熱率高光學透明度、介孔小于空氣分子的平均自由程長度，因此導熱系數降低為靜空氣的一半。因其較低的導熱系數（0.012 W/（m·K））［3］，可應用于建筑圍墻和玻璃隔熱保溫領域。二氧化硅氣凝膠與其他材料形成復合材料后會降低材料整體的重量，并能使熱阻增高，疏水后的二氧化硅氣凝膠還可以達到防潮的目的。

5.2 隔聲材料

二氧化硅氣凝膠在其他領域也有發展的潛力，是良好的聲學延遲和高效隔音材料。當聲波撞擊到物質上時，它會被部分反射、傳播和吸收，因此可以通過特定的材料來進行隔聲或吸聲，進而減輕或消除因噪聲產生的不利影響。吸聲材料通常是低密度多孔材料，可以吸收大部分聲音能量，其結構能使聲音穿透其開放的通道來防止聲音發生反射，氣凝膠的吸聲和隔音效果在很大程度上取決于材料制備方法、氣凝膠密度和孔隙結構。低密度多孔材料可降低聲波的振幅和速度，使其變慢并更快地消散，這使得氣凝膠成為良好的隔音材料［1］。二氧化硅氣凝膠體積密度低至3 mg/cm3，孔隙率達到99.8%［3］，純二氧化硅氣凝膠的吸聲系數在顆粒狀態和整體式狀態下分別為0.9～1.0和0.54～0.88［21］。

5.3 能源材料

隨著電動汽車和電子設備對高能量密度電池的需求，鋰金屬電池因其較高的理論比電容而越來越受到社會的歡迎；然而，鋰電極不穩定的界面兼容性和枝晶生長阻礙了鋰金屬電池的商業實現和推廣。因此，為了抑制電解質的消耗，避免Li體積無限的擴展和SEI層的斷裂，固態電解質在鋰金屬電池的背景下引起了極大的關注，其高楊氏模量和不易燃特性使生產安全無枝晶鋰金屬電池成為可能；然而，室溫離子電導率低和界面接觸不良是長期面臨的主要挑戰，限制了鋰金屬電池的實際應用。非晶態硅氣凝膠與Li反應生成Li - Si合金，可以提高SEI層的楊氏模量；同時，多孔無定形二氧化硅氣凝膠填料具有較高的比表面積，為離子輸送提供了充足的通道，從而支持較高的離子導電性，為鋰金屬電池的發展奠定了良好的基礎［22］。

5.4 光催化材料

空氣污染尤其是工業城市的空氣污染對人類的身體健康產生了不可忽略的影響，使用光催化涂層來降低污染程度是解決空氣污染的一種有效途徑。Chen等［23］研究了一種二氧化硅氣凝膠基空氣凈化涂料，結果表明，采用熱處理后的二氧化硅氣凝膠作為光催化載體能使硅氣凝膠的比表面積和孔體積增大。當光催化劑分布在比表面積大的二氧化硅氣凝膠上時，光催化活性會增加，進而可以提高二氧化鈦的光催化性能，獲得更高的光催化效率和成本效益，其所制備的二氧化鈦/二氧化硅氣凝膠涂層對NO的轉化效率可達到99.6%，對NOx的轉化效率可達到99.3%。

5.5 醫學材料

現有的止血劑或敷料在極熱和極冷的惡劣條件下分別會損害血小板的功能和削弱凝血因子的活性，止血性能較差。由于二氧化硅氣凝膠的較低導熱系數和密度，在止血敷料方面可以發揮其獨特的優勢。Jia等［24］研究結果表明，將疏水納米二氧化硅氣凝膠與相變材料結合，可以通過阻斷熱傳導和減少能量損失的方式使其能在極冷或極熱的環境中維持適當的溫度；其孔隙率高和比表面積大及疏水的特性表現出優異的止血性能，在鼠股動脈損傷模型中的止血時間和出血量分別比普通紗布低5.1和6.9倍，且在止血結束后，峰值剝離力比傳統紗布低23.8倍左右；其特殊結構層可以在極熱（70 ℃）和極冷（-27 ℃）的環境下保持內部溫度穩定。這項研究不僅對控制極熱/極冷條件下的大出血具有廣泛的意義，而且擴展了二氧化硅氣凝膠在傷口敷料中的應用，開拓了二氧化硅氣凝膠應用的新領域。

5.6 阻燃材料

在工業產品如電子產品、汽車表面等和軍用產品的制造運輸過程中，產生表面的損傷和污染是不可避免的，聚合物基可拆卸涂料應運而生。實現低玻璃化轉變溫度、高可分離性、均勻性、高阻燃性等多樣化特性，是聚合物基可拆卸涂料能夠廣泛推廣的重要因素。二氧化硅是一種不易燃的材料。Lee等［25］將其與Mg（OH）2形成復合氣凝膠，用于制備可分離的涂層，提高涂層的阻燃性，降低涂層的玻璃化轉變溫度，并使得材料整體的柔韌性有所提高，在零下（-7 ℃）溫度下也能保持其柔韌性；同時，非離子表面活性劑的加入可獲得具有良好均勻性的涂料。與原始涂層相比，其可承受火災超過15 s，為生命營救爭取了至關重要的時間。

5.7 服裝材料

氣凝膠在服裝領域的應用具體可分為消防服和抗寒服。傳統的抗寒服是在衣服中加入電子的加熱元器件來達到保溫的效果，但是會面對嚴格的續航時間、拆卸清洗及攜帶不便等問題［26］；同樣，在消防服的使用中，增加衣服的厚度和質量會嚴重限制消防員的行動范圍，給人帶來行動不便等問題，在消防施救的關鍵時刻還會耗費人的體力，產生不良的后果。氣凝膠材料應用在消防抗寒服裝中可明顯降低服裝的厚度，使服裝變得輕薄，在保持相同熱防護效果的前提下，其質量和厚度可降低70%左右，因此既能達到熱防護的效果，還能保持一定的舒適性［27］。

5.8 管道保溫材料

與纖維棉氈等傳統保溫材料相比，氣凝膠材料具有更低的導熱系數，其固態熱導率比玻璃態材料低2～3個數量級，廣泛應用于石油化工行業的油氣輸送及蒸汽管道等領域。在相同的保溫效果下，使用氣凝膠材料可以減少管道保溫的厚度，節省實際操作空間；但是，由于氣凝膠的使用成本較高，所以一般將氣凝膠材料與纖維棉氈材料進行復合使用［28］。在蒸汽管道材料的應用中，傳統材料使用量大且在高溫下會因化學物質相互反應產生一些有害的揮發性的氣體或者顆粒，對人體和環境產生潛在的危害，而氣凝膠復合材料的使用量僅為傳統用量的35%，可重復加工利用，高溫下環保性能良好［29］。

5.9 航空航天

航空航天在科學技術的進步過程中占有重要的地位。飛行器在起飛、飛行、降落過程中，對飛行器材料的重量、密度、導熱系數等參數都有嚴格的要求。航空航天領域常用的隔熱材料包括氣凝膠、無機纖維、酚醛樹脂等，而氣凝膠憑其優異的性能脫穎而出，其重量輕、密度小（3 mg/cm3）、導熱系數低（0.012 W/（m·K）），耐溫范圍廣（-50 ～600 ℃），可以應對極熱或極寒的環境，成為航天航空領域最有前景的材料之一。

6 結束語

二氧化硅氣凝膠是具有特殊結構和性質的納米材料，然而其應用范圍受到強度低、脆性大、不易成型等力學性能問題限制。改善這種材料力學性能的關鍵是增加氣凝膠骨架的連接性能。增強力學性能的方法主要包括延長老化時間、引入增強相、二氧化硅與聚合物進行交聯等方法，這些方法對氣凝膠的力學性能均有所改善。

隨著科學技術的發展，二氧化硅氣凝膠的應用范圍越來越廣，在航天、建筑保溫、管道保溫、工業保溫、電力能源、高溫熱防護、聲障材料、催化劑載體、環保及其他民用領域有著廣闊的應用前景；然而，與其他廉價材料相比，氣凝膠產品的市場需求領域有待擴展。除此之外，二氧化硅氣凝膠的生產仍然是一個高耗能的過程，如高溫高壓的特殊操作工序等，因此二氧化硅氣凝膠的生產實現低能耗、低成本、高產量、高質量是氣凝膠發展的主要方向之一，二氧化硅氣凝膠及其復合材料有望成為工業化發展中必不可少的新型材料。

參考文獻

［1］MAZROUEI-SEBDANI Z，BEGUM H，SCHOENWALD S，et al.A review on silica aerogel-based materials for acoustic applications ［J］.Journal of Non-Crystalline Solids，2021，562（3211）：120770.

［2］DU C，CHEN Y，HE S，et al.Insight into ultra-flexible & robust silica aerogels based on diene synthesis reaction：Preparation and oil/water separation［J］.Applied Surface Science，2022，606：154902.

［3］LI C， LIU Q， ZHANG G， et al. Rapid synthesis of MTES-derived silica aerogel monoliths in Cetyltrimethylammonium bromide/water solvent system by ambient pressure drying［J］. Powder Technology， 2023， 418： 118314.

［4］KISTLER S S.Coherent expanded aerogels and jellies［J］.Nature，1931，127（3211）：741-741.

［5］潘月磊，程旭東，閆明遠，等.二氧化硅氣凝膠及其在保溫隔熱領域應用進展［J］.化工進展，2023，42（1）：297-309.

［6］KARAMIKAMKAR S，NAGUIB H E，PARK C B.Advances in precursor system for silica-based aerogel production toward improved mechanical properties，customized morphology，and multifunctionality：A review［J］.Advances in colloid and interface science，2020，276：102101.

［7］STR M R A，MASMOUDI Y，RIGACCII A，et al.Strengthening and aging of wet silica gels for up-scaling of aerogel preparation［J］.Journal of sol-gel science and technology，2007，41：291-298.

［8］ISWAR S，GALMARINI S，BONANOMI L，et al.Dense and strong，but superinsulating silica aerogel［J］.Acta Materialia， 2021，213（8）：116959.

［9］ISWAR S，MALFAIT W J，BALOG S，et al.Effect of aging on silica aerogel properties［J］.Microporous and Mesoporous Materials，2017，241：293-302.

［10］楊柱超. 以有機硅烷為前驅體的二氧化硅彈性氣凝膠制備及性能研究［D］.天津：天津大學，2020.

［11］張瑜. 有機雜化二氧化硅氣凝膠的常壓制備及性能研究［D］.重慶：西南大學，2021.

［12］YI Z，ZHANG X，YAN L，et al.Super-insulated，flexible，and high resilient mullite fiber reinforced silica aerogel composites by interfacial modification with nanoscale mullite whisker［J］.Composites Part B：Engineering，2022，230：109549.

［13］羅丹，龍麗娟，秦舒浩，等.玻璃纖維和碳纖維增強二氧化硅氣凝膠復合材料的制備及性能研究［J］.化工新型材料，2022，50（4）：161-165.

［14］LAMY-MENDES A，MALFAIT W J，SADEGHPOUR A， et al.Influence of 1D and 2D carbon nanostructures in silica-based aerogels［J］.Carbon，2021，180：146-162.

［15］PATIL S P.Enhanced mechanical properties of double-walled carbon nanotubes reinforced silica aerogels：An all-atom simulation study-ScienceDirect［J］.Scripta Materialia，2021，196：113757.

［16］PATIL S P，SHENDYE P，MARKERT B.Molecular dynamics simulations of silica aerogel nanocomposites reinforced by glass fibers，graphene sheets and carbon nanotubes：A comparison study on mechanical properties［J］.Composites Part B Engineering，2020，190：107884.

［17］MERILLAS B，LAMY-MENDES A，VILLAFAE F，et al.Polyurethane foam scaffold for silica aerogels：Effect of cell size on the mechanical properties and thermal insulation［J］.Materials Today Chemistry，2022，26：101257.

［18］孫強，馮軍宗，姜勇剛，等.二氧化硅氣凝膠納米網絡骨架強化方法研究進展［J］.硅酸鹽通報，2022，41（10）：3624-3633.

［19］ZHU C，XU H，ZHAO X，et al.A review on heat transfer in nanoporous silica aerogel insulation materials and its modeling［J］.Energy Storage and Saving，2022，1（4）：217-240.

［20］LAMY-MENDES A，PONTINHA A D R，ALVES P，et al.Progress in silica aerogel-containing materials for buildings thermal insulation［J］.Construction and Building Materials，2021，286： 122815.

［21］張鵬，楊自春，張震，等.二氧化硅氣凝膠及其復合材料吸聲性能的研究進展［J］.稀有金屬材料與工程，2022，51（11）：4306-4322.

［22］MA C，ZHANG X，LIU C，et al.Nano silica aerogel-induced formation of an organic/alloy biphasic interfacial layer enables construction of stable high-energy lithium metal batteries［J］.Green Energy & Environment，2023，8（4）：1071-1080.

［23］Chen Y，HENDRIX Y，SCHOLLBACH K，et al.A silica aerogel synthesized from olivine and its application as a photocatalytic support［J］.Construction and Building Materials，2020，248：118709.

［24］JIA X，HUA C，YANG F，et al.Hydrophobic aerogel-modified hemostatic gauze with thermal management performance［J］.Bioactive Materials，2023，26：142-158.

［25］LEE K Y，PHADTARE V D，PARALE V G，et al.Effect of Mg（OH）2/silica composite aerogel filler on the glass transition temperature and flame retardancy of detachable polymer coatings［J］.Progress in Organic Coatings，2022，171：107050.

［26］蘇文楨，盧業虎.氣凝膠防寒服的研制與性能評價［J］.絲綢，2020，57（9）：58-62.

［27］蔣璐璐，鄧夢，王云儀，等.氣凝膠材料在消防服中的應用研究進展［J］.紡織學報，2021，42（9）：187-194.

［28］周天宇，郜建松，孫志欽，等.氣凝膠氈在管道保溫中的應用研究［J］.石油化工設計，2019，36（4）：64-66.

［29］朱道強，殷特，林嬋.新型保溫材料氣凝膠在蒸汽管道保溫中的應用［J］.工程建設與設計，2021（13）：145-147.

（責任編輯：姚佳良）