編者按 第六屆理事會成立以來，中國建筑材料聯(lián)合會通過創(chuàng)新設立全國建材行業(yè)重大科技攻關“揭榜掛帥”、明確建筑材料科學技術獎勵導向等方式，引導行業(yè)科技創(chuàng)新聚焦到建材“六零”工廠、無機非金屬“超級材料”、AI+建材、重大綠色低碳技術等國家和行業(yè)迫切需求的原創(chuàng)性、突破性、引領性技術上來，并取得新成效。為充分展示行業(yè)綠色化、智能化、高端化征途上廣大建材科技工作者取得的創(chuàng)新成果，中國建筑材料聯(lián)合會以第九個全國科技工作者日來臨為契機，設立“矢志創(chuàng)新 科技領航”專欄，陸續(xù)展示獲得2024年建筑材料科學技術獎的部分優(yōu)秀獎項目，希望激勵建材行業(yè)廣大科技工作者堅定理想信念、矢志科技報國，為建材行業(yè)綠色低碳安全高質量發(fā)展獻智獻力。
項目名稱：高溫高強疏水氣凝膠材料關鍵技術與應用
完成單位：南京工業(yè)大學、山東省科學院新材料研究所、江蘇珈云新材料有限公司
獲獎類型：2024年度建筑材料科學技術獎 技術發(fā)明獎 一等獎
項目屬于無機非金屬材料科學技術領域，涉及高性能氣凝膠材料的研發(fā)與制備。
氣凝膠被譽為“世界上最輕的固體”，因其超低的導熱系數(shù)而在航空航天、新能源、高溫工業(yè)等領域具有重大應用價值。然而，傳統(tǒng)氣凝膠材料長期面臨強度低、耐溫性差、疏水性能弱等難題，核心技術被國外壟斷。特別是伴隨著國防軍工行業(yè)高超聲速飛行器、國家節(jié)能減排戰(zhàn)略等重大需求，打破國外技術封鎖，研發(fā)耐1200℃以上的高溫氣凝膠材料及熱力管道用350℃疏水氣凝膠材料，解決氣凝膠材料卡脖子關鍵技術難題成為國家的重大戰(zhàn)略需求。針對以上問題，項目團隊歷經二十余年攻關，該項目突破氣凝膠網絡結構調控和高溫結構穩(wěn)定性關鍵技術。
項目的主要發(fā)明點為：
1. 發(fā)明了溶膠粒子成核生長調控、多元前驅體協(xié)同凝膠、功能前驅體原位共聚雜化、功能基元骨架晶化等結構調控技術，解決了氣凝膠網絡結構控制國際難題。
2. 基于氣凝膠納米顆粒高溫下擴散活化能和遷移動力學的反燒結高溫穩(wěn)定性機理，發(fā)明了具有高溫、高強、高疏水特性的系列化氣凝膠產品，在國際上率先實現(xiàn)380℃疏水氣凝膠和1700℃高溫高強氣凝膠材料的制備和應用。
3. 發(fā)明了高溫高強氣凝膠的工業(yè)化生產技術，開發(fā)了柔性/剛性/彈性等多種纖維復合材料生產工藝及關鍵成套裝備，氣凝膠產品生產周期縮短35%，生產成本降低30%，實現(xiàn)了氣凝膠系列產品在高溫設施、新能源電池等領域的低成本規(guī)模化應用。
該項成果獲授權中國發(fā)明專利41件、美國專利1件，形成了具有完全自主知識產權的核心專利群，打破了國外氣凝膠材料技術封鎖，解決了我國高溫高強疏水氣凝膠的卡脖子技術難題，產品廣泛應用于熱力管道、蒸汽管道、新能源汽車動力電池和高溫設施及裝備等領域。其中AM1025型陶瓷纖維復合氣凝膠隔熱片是目前國內唯一一家通過動力電池龍頭企業(yè)寧德時代審核的氣凝膠產品，也是目前國際上較為成熟的耐高溫1200℃以上的動力電池電芯熱防護產品。近三年新增銷售13.3億元、新增利潤1.6 億元。極大推動了國內氣凝膠材料產業(yè)從小到大、從大到強，有力支撐了國內高端絕熱材料產業(yè)發(fā)展。
氣凝膠微球照片
陶纖氣凝膠氈照片（耐溫1000℃）
