气凝胶薄膜的主要材料包括无机、有机和复合材料。
1.无机气凝胶薄膜
SiO2气凝胶薄膜:这种气凝胶薄膜以水玻璃、正硅酸甲酯、正硅酸乙酯为前驱体,通过与溶剂以及混合结构发生可以水解-缩聚反应技术制成。其优点就是在于企业成本相对较低,但纳米颗粒间的链接能力较弱,导致细胞骨架脆弱,难以实现构建一个独立坚固的气凝胶薄膜。通常以涂层的形式涂覆在布基体金属表面需要使用。
TiO2气凝胶膜: 这种气凝胶膜通常是以醇盐为前驱体,经酸碱两步催化和溶胶-凝胶法制备而成。溶液的 pH 值和前驱体与水的摩尔比直接影响溶胶粒子的大小和交联度。
2.有机气凝胶薄膜
聚氨酯(PU)气凝胶进行薄膜:PU气凝胶是一种发展具有一定隔热、高强度、多孔网络结构的泡沫混凝土材料,广泛研究应用于贸易摩擦电纳米作为发电机等领域。Saadatnia等通过溶液浇铸法开发了学生一种基于聚氨酯气凝胶(PUA)材料,有效增强了TENG的性能。
纤维素气凝胶薄膜: 由于纤维素之间有很强的分子间作用力,纤维素会溶解在溶剂中,形成稳定的透明水溶胶。当溶胶老化时,胶体颗粒缓慢聚合,形成三维网络结构。
3.复合气凝胶薄膜
CNT基复合气凝胶薄膜:中国科学院苏州纳米技术研究所提出了一种层状结构工程策略,制备具有致密层状多孔结构的碳纳米管基气凝胶薄膜。通过定向致密化和碳化,芳纶纳米纤维/碳纳米管杂化气凝胶薄膜中的一维纳米结构被重构为具有择优取向和连续导电路径的层状多孔结构,并获得了高的比表面积和电导率。
生物质基和碳基复合气凝胶薄膜: 该材料具有成本低、重量轻、环保等优点,广泛应用于电极材料的制备。聚氨酯等聚合物改性可以改善气凝胶薄膜的力学性能,而 BN 等二维无机纳米材料可以改善气凝胶薄膜的电绝缘性能。
气凝胶薄膜的主要材料包括无机、有机和复合材料,每种材料都有其独特的制备方法和应用领域。随着技术的不断进步,这些材料在电子设备、隔热和储能系统等领域将有更广阔的应用前景。