世界上最輕的固體是什么？它比棉花還要輕，每立方厘米的密度最低能夠達(dá)到0.16毫克，是空氣密度的六分之一，被稱為“凍住的煙”。

隔熱保溫絕佳性能

氣凝膠是一種輕質(zhì)納米多孔材料，它纖細(xì)的納米多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和高達(dá)98%的孔隙率能夠有效限制固態(tài)熱傳導(dǎo)和氣態(tài)熱傳導(dǎo)效應(yīng)，這就決定了它具備絕佳的隔熱、保溫性能。

氣凝膠的這些性能，已經(jīng)在實(shí)踐中得到了應(yīng)用。比如：開采石油時(shí)，為了保持石油的流動(dòng)性，就需要實(shí)現(xiàn)管道保溫，如果在石油管道外層包裹氣凝膠，只需要2cm厚，就能夠在輸送過程中實(shí)現(xiàn)保溫，降低能耗損失；美國的“火星探路者”運(yùn)載火箭，和俄羅斯的“和平”號(hào)空間站，特別是在“中國空間站”、“神州載人飛船”、“祝融號(hào)火星車”、“長(zhǎng)征系列火箭”等中國航天領(lǐng)域大顯身手，都采用了硅氣凝膠作為隔熱保護(hù)材料。氣凝膠隔熱保溫特性的應(yīng)用，對(duì)于降低能耗、設(shè)備溫控有著重要意義。

汽車電池的“防火墻”

從航天領(lǐng)域到工業(yè)領(lǐng)域，氣凝膠的性能都得到了實(shí)踐的檢驗(yàn)，所以當(dāng)其延伸到民用領(lǐng)域時(shí)，自然有技術(shù)積累的優(yōu)勢(shì)。隨著新能源汽車的快速發(fā)展，氣凝膠嶄露頭角的契機(jī)也來到了。

氣凝膠在新能源汽車電池方面的應(yīng)用，起到了“防火墻”的作用。

氣凝膠應(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)隔熱及鋰電池?zé)岱雷o(hù)

新能源汽車動(dòng)力電池是由許多獨(dú)立電芯通過并聯(lián)或串聯(lián)形成的電池模組，當(dāng)新能源汽車充電時(shí)，電能將儲(chǔ)存在每個(gè)電芯內(nèi)部。一旦某一個(gè)電芯由于外部穿刺或者內(nèi)部缺陷引起短路，其內(nèi)儲(chǔ)存的能量會(huì)被瞬時(shí)釋放出來，轉(zhuǎn)變?yōu)榇罅繜崮?。如果電芯與電芯之間沒有隔離措施，那么短路可能擴(kuò)散，熱失控累加到散熱系統(tǒng)無法承受，引起連鎖反應(yīng)，短時(shí)間內(nèi)引燃整個(gè)電池組。所以，用在電芯之間的絕緣、隔熱、阻燃材料至關(guān)重要。

氣凝膠保護(hù)電池電芯

氣凝膠剛好是同時(shí)兼具絕佳的絕緣、隔熱、阻燃效果的一種材料，將氣凝膠填充于電芯與電芯之間，絕緣、隔熱、阻燃它們同時(shí)發(fā)揮著各自的作用。那么即使個(gè)別電芯熱失控，散熱系統(tǒng)可以快速地將溫度控制在燃點(diǎn)以下，有效的控制熱失控，那么電池組就不會(huì)輕而易舉被“點(diǎn)燃”；即使有一塊電芯被“點(diǎn)燃”了，由于包裹著電芯的材料具有非常強(qiáng)的隔熱、阻燃防護(hù)性能，能耐受住火焰造成的高溫能量瞬間沖擊，控制燃燒傳播，不會(huì)連鎖反應(yīng)“牽連”到電池中的其他電芯，從而為汽車駕乘人員爭(zhēng)取更長(zhǎng)的逃生時(shí)間。

另一方面，在寒冷的冬季，氣凝膠對(duì)電芯有著絕佳的保溫效果，防止電動(dòng)車因天氣過冷而導(dǎo)致電池續(xù)航能力降低。

汽車輕量化新材料

對(duì)于汽車來說，整體設(shè)計(jì)越緊湊越好，電池體積越小越好，因?yàn)橹挥羞@樣，才能減少汽車自重，充分運(yùn)用每一寸空間，實(shí)現(xiàn)汽車輕量化。

氣凝膠作為“最輕的固體”，隔熱性能最好的材料之一，對(duì)于汽車輕量化的作用也十分明顯，僅僅需要薄薄的1毫米，重量約2千克，就能實(shí)現(xiàn)整輛新能源汽車電池組的絕緣、阻燃、隔熱效果，即輕便又實(shí)用。

相信隨著科技的發(fā)展，氣凝膠的運(yùn)用將會(huì)越來越廣泛，越來越成熟；而對(duì)于目前正在高速發(fā)展的新能源汽車領(lǐng)域，氣凝膠材料的表現(xiàn)值得期待！

擴(kuò)展閱讀：

1、團(tuán)體定制活動(dòng)

2、科普進(jìn)校園內(nèi)容

3、公益科普活動(dòng)和更多研學(xué)活動(dòng)