二氧化硅气凝胶的能，二氧化硅气凝胶能用于超导体吗
一、二氧化硅气凝胶能用于超导体吗
气凝胶是指具有纳米多孔网络结构且网络骨架中充满大量气态分散介质的轻质纳米固态材料。得益于其结构的特殊性，气凝胶材料具有广泛的用途，其中二氧化硅气凝胶材料便是基于气凝胶技术对SiO2应用的探索成果，相交于其他气凝胶材料，SiO2气凝胶原材料来源丰富，工艺简单，可控性好；在性能方面兼有高透明性、低热导率特性以及高比表面积等特性。
气凝胶是指具有纳米多孔网络结构且网络骨架中充满大量气态分散介质的轻质纳米固态材料。得益于其结构的特殊性，气凝胶材料具有广泛的用途，其中二氧化硅气凝胶材料便是基于气凝胶技术对SiO2应用的探索成果，相交于其他气凝胶材料，SiO2气凝胶原材料来源丰富，工艺简单，可控性好；在性能方面兼有高透明性、低热导率特性以及高比表面积等特性。
SiO2气凝胶的基本性质
SiO2气凝胶独特的性质决定其在热学、光学、电学、声学等方面均有独特的优良性质。
热学性质
二氧化硅气凝胶材料纳米颗粒骨架结构和尺寸孔径分布范围均匀，使其具有极低的密度和热导率，因此二氧化硅在隔热保护方面具有优异的性能。研究表明，二氧化硅气凝胶的热对流效应微乎其微，对于一般二氧化硅气凝胶来说其热导率由气态热传导、固态热传导和热辐射组成。而常压下材料孔隙内的气体对热传导可忽虑不及，所以二氧化硅气凝胶的热传导主要由固态热传导和辐射热传导所决定。极低的密度增加了固体导热途径，有效降低固态热传导；而加入遮光剂能极大增加比消光系数，降低辐射热传导，从而让其具有极低的热导。
光学性质
大部分二氧化硅气凝胶能制成全透明或半透明材料。其折射率与密度的方程如下：
n的取值范围与空气折射率相仿，表明它对入射光无反射存在，阻止环境温度的热红外辐射，具有良好的透明性，是一种良好的隔热透明材料。
电学性质
二氧化硅气凝胶介电常数较低，其介电常数与密度和孔隙率都有一定的关系。研究表明介电常数随着孔隙率增大而减小。
声学性质
通常二氧化硅气凝胶多孔材料对声波的阻力与其孔径和粒径有关。大部分二氧化硅气凝胶的密度非常低，所以声传播速率很小，纵向声速可低达100m/s数量级，且二氧化硅气凝胶的声阻抗可变范围很大，可通过控制密度来控制不同声抗阻z制备出相应的二氧化硅气凝胶。
SiO2气凝胶的制备方法
制备二氧化硅气凝胶的主要流程包括三个部分：
溶胶-凝胶化过程：通过硅源的前驱反应得到溶胶后添加催化剂发生水解缩聚得湿凝胶。
凝胶的老化：在母液中将湿凝胶静置老化，来提高其力学强度和稳定性。
干燥工艺：凝胶中的液体分散介质要从孔洞中干燥气体才能形成二氧化硅气凝胶。
SiO2气凝胶制备示意图
SiO2气凝胶的应用
人们利用微观结构赋予二氧化硅气凝胶的性质，通过对二氧化硅气凝胶材料进行适当的加工处理，然后在隔热领域、光学领域、电学领域、催化领域和医学领域等领域展开广泛的应用。
隔热领域
二氧化硅气凝胶具有极低的密度，相对于传统隔热材料它可以以更轻的质量、更小的体积达到相同的隔热效果，如今在航空航天、军事以及民用等领域已经展示出广阔的应用前景。如英国的“美洲豹”战斗机就是以二氧化硅气凝胶隔热复合材料作为机舱隔热层。武器动力装置上使用二氧化硅气凝胶隔热复合材料不仅能够有效阻止热源的扩散，还可以利于武器本身的反红外侦察。在建材领域，二氧化硅气凝胶也是绝佳的环保型高效隔热隔音轻质建筑材料。较好的透明性和良好的绝缘性也使其成为大有前途的窗体隔热材料。
光学领域
二氧化硅气凝胶的纳米多孔结构使其在可见光范围内的平均自由程较长，具有良好的透光率，用它作透光材料反射光损失可忽略不计。利用二氧化硅气凝胶的光学特性制备出的光学减反膜，可以应用于高功率激光系统光学元件、显示器件以及太阳能电池保护玻璃等领域。
电学领域
超低的介电常数促使二氧化硅气凝胶在电学领域中可以大量应用于导弹的高温透波材料。
催化领域
独特的纳米多孔三维网络结构，导致其具有超细颗粒、高孔隙率、高比表面积、低密度等特性，使得它有着很强的吸附性，在负载催化剂的活性、选择性、寿命等方面大大优于传统催化剂，因而在催化领域有着巨大的应用价值。
医学领域
二氧化硅气凝胶具有极高的孔隙率，同时还具有一定的生物机体相容性和生物降解性，因此可用于诊断剂、人造组织、人体器官、器官组件等生物医学领域。如通过吸附相关溶液携带药物，可应用于载药传输和控制释放系统等医疗行为。而且还可以利用二氧化硅气凝胶负载酶对生物体反应和存在的敏感响应制造生物传感器。
二、二氧化硅的用途
二氧化硅的用途如下：
1、二氧化硅是制造玻璃、石英玻璃、水玻璃、光导纤维、电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品和耐火材料的原料，是科学研究的重要材料。
2、当二氧化硅结晶完美时就是水晶；二氧化硅胶化脱水后就是玛瑙；二氧化硅含水的胶体凝固后就成为蛋白石；二氧化硅晶粒小于几微米时，就组成玉髓、燧石、次生石英岩。
3、二氧化硅可用于蛋粉、糖粉、奶粉、可可粉、可可脂、植物性粉末、速溶咖啡、汤料粉等。
扩展资料：
1、硅（台湾、香港称矽xī）是一种化学元素，它的化学符号是Si，旧称矽。原子序数14，相对原子质量28.0855，有无定形硅和晶体硅两种同素异形体，属于元素周期表上第三周期，IVA族的类金属元素。
2、硅在地壳中的含量是除氧外最多的元素。如果说碳是组成一切有机生命的基础，那么硅对于地壳来说，占有同样的位置，因为地壳的主要部分都是由含硅的岩石层构成的。
3、天然二氧化硅称为硅石，约占地壳质量的12%，其存在形式有结晶态和无定形态两种。石英晶体是结晶的二氧化硅，具有不同的晶型和色彩。
4、硅肺是一种职业病，它的发生及严重程度，取决于空气中粉尘的含量和粉尘中二氧化硅的含量，以及与人的接触时间等。长期在二氧化硅粉尘含量较高的地方。
参考资料：百度百科_二氧化硅百度百科_硅
三、二氧化硅气凝胶可以冻干吗
二氧化硅是一种化学物质，也称为二氧化硅分子，它在常温下是一种固体粉末状物质。由于其独特的化学性质，二氧化硅不易被水溶解，因此可以通过冻干的方式进行保存。
在冻干过程中，物质首先会被冷冻，然后在低压条件下蒸发去水分，形成干燥的冻干物。二氧化硅在低温下可以形成固态，因此可以通过冻干的方式进行保存。但是需要注意的是，冻干过程中需要避免过高的温度和湿度，以免影响二氧化硅的质量和稳定性。
四、二氧化硅可以做什么用
二氧化硅的用途如下：
1、二氧化硅是制造玻璃、石英玻璃、水玻璃、光导纤维、电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品和耐火材料的原料，是科学研究的重要材料。
2、当二氧化硅结晶完美时就是水晶；二氧化硅胶化脱水后就是玛瑙；二氧化硅含水的胶体凝固后就成为蛋白石；二氧化硅晶粒小于几微米时，就组成玉髓、燧石、次生石英岩。
3、二氧化硅可用于蛋粉、糖粉、奶粉、可可粉、可可脂、植物性粉末、速溶咖啡、汤料粉等。
扩展资料：
1、硅（台湾、香港称矽xī）是一种化学元素，它的化学符号是Si，旧称矽。原子序数14，相对原子质量28.0855，有无定形硅和晶体硅两种同素异形体，属于元素周期表上第三周期，IVA族的类金属元素。
2、硅在地壳中的含量是除氧外最多的元素。如果说碳是组成一切有机生命的基础，那么硅对于地壳来说，占有同样的位置，因为地壳的主要部分都是由含硅的岩石层构成的。
3、天然二氧化硅称为硅石，约占地壳质量的12%，其存在形式有结晶态和无定形态两种。石英晶体是结晶的二氧化硅，具有不同的晶型和色彩。
4、硅肺是一种职业病，它的发生及严重程度，取决于空气中粉尘的含量和粉尘中二氧化硅的含量，以及与人的接触时间等。长期在二氧化硅粉尘含量较高的地方。
参考资料：百度百科_二氧化硅百度百科_硅
推荐阅读