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(shè)立全國建材行業(yè)重大科技攻關(guān)“揭榜掛帥”、明確建筑材料科學(xué)技術(shù)獎勵導(dǎo)向等方式，引導(dǎo)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(shù)等國家和行業(yè)迫切需求的原創(chuàng)性、突破性、引領(lǐng)性技術(shù)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(shè)立“矢志創(chuàng)新 科技領(lǐng)航”專欄，陸續(xù)展示獲得2024年建筑材料科學(xué)技術(shù)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(zhì)量發(fā)展獻智獻力。
項目名稱：高溫高強疏水氣凝膠材料關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用
完成單位：南京工業(yè)大學(xué)、山東省科學(xué)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(xué)技術(shù)獎技術(shù)發(fā)明獎一等獎
項目屬于無機非金屬材料科學(xué)技術(shù)領(lǐng)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(dǎo)熱系數(shù)而在航空航天、新能源、高溫工業(yè)等領(lǐng)域具有重大應(yīng)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(shù)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(shù)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(guān)鍵技術(shù)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(jīng)二十余年攻關(guān)，該項目突破氣凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)調(diào)控和高溫結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性關(guān)鍵技術(shù)。
項目的主要發(fā)明點為：
1. 發(fā)明了溶膠粒子成核生長調(diào)控、多元前驅(qū)體協(xié)同凝膠、功能前驅(qū)體原位共聚雜化、功能基元骨架晶化等結(jié)構(gòu)調(diào)控技術(shù)，解決了氣凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)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(xué)的反燒結(jié)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(chǎn)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(yīng)用。
3. 發(fā)明了高溫高強氣凝膠的工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)，開發(fā)了柔性/剛性/彈性等多種纖維復(fù)合材料生產(chǎn)工藝及關(guān)鍵成套裝備，氣凝膠產(chǎn)品生產(chǎn)周期縮短35%，生產(chǎn)成本降低30%，實現(xiàn)了氣凝膠系列產(chǎn)品在高溫設(shè)施、新能源電池等領(lǐng)域的低成本規(guī)模化應(yīng)用。
該項成果獲授權(quán)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(chǎn)權(quán)的核心專利群，打破了國外氣凝膠材料技術(shù)封鎖，解決了我國高溫高強疏水氣凝膠的卡脖子技術(shù)難題，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于熱力管道、蒸汽管道、新能源汽車動力電池和高溫設(shè)施及裝備等領(lǐng)域。其中AM1025型陶瓷纖維復(fù)合氣凝膠隔熱片是目前國內(nèi)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(chǎn)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(chǎn)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(nèi)氣凝膠材料產(chǎn)業(yè)從小到大、從大到強，有力支撐了國內(nèi)高端絕熱材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
氣凝膠微球照片
陶纖氣凝膠氈照片（耐溫1000℃）
