气凝胶作为一种高性能材料，因其独特的纳米多孔结构和卓越的物理性能，在隔热、催化、吸附等领域展现出巨大的应用潜力。然而，气凝胶的制备过程中，干燥阶段尤为关键，因为不当的干燥方法往往会导致其网络结构的破坏。
本文将重点介绍气凝胶的三种主要干燥技术——超临界干燥、冷冻干燥和常压干燥，并特别解析梯度减压技术在气凝胶制备中的应用。
1.超临界干燥
超临界干燥是目前气凝胶制备中最常用的技术之一，也是最早实现批量生产的方法。该技术通过控制干燥介质的温度和压力，使其达到超临界状态，从而消除液体表面张力，防止气凝胶在干燥过程中收缩和坍塌。在超临界状态下，溶剂的表面张力几乎为零，凝胶能够保持其原有的多孔结构。目前，大多数国内外气凝胶企业采用二氧化碳作为干燥介质，即二氧化碳超临界干燥技术。
冷冻干燥是近年来发展起来的一种有效制备三维多孔材料的方法。该技术首先在低温低压条件下将含有溶质的液体溶剂和颗粒组成的前体冷冻为固体，然后在升华过程中，固化的溶剂晶体逐渐消失，液-气界面转化为固-气界面，从而得到保持原始体积和结构的气凝胶。冷冻干燥法特别适合于制备复合气凝胶，因为初始组分在冷冻过程中可以均匀分散，避免差异分离，最终复合材料中的相分布是均匀的。
常压干燥则是一种相对简单的气凝胶干燥方法，其基本原理是对前驱体溶液进行疏水改性处理，然后通过一定的升温制度获得最终的气凝胶结构。这种方法的关键在于干燥前对湿凝胶的有效处理，如增加凝胶网络的骨架强度、增大凝胶的孔径并使之大小均匀、对二氧化硅颗粒表面进行改性等，以防止在干燥过程中发生过度收缩变形和结构破坏。
二、中国自主的气凝胶梯度减压技术
弘大科技自2013年创立以来，在创始人及首席科学家李光武先生的带领下，致力于气凝胶技术的自主研发。公司的标志性成果是“梯度减压干燥制备气凝胶工艺”，这一突破性的技术勇敢地冲破了国外在气凝胶生产领域的多年技术垄断，为我国在该领域的发展注入了强大的动力。
所谓梯度减压技术，就是把待干燥的凝胶，放入一个密闭的可以抽气减压或/和加热升温的干燥装置内，采用抽气减压或/和升温的方法，作用于待干燥凝胶内部的水和溶剂，产生了水和溶剂向外挥发的一个向外的力，使这个向外的力等于或接近于向内的毛细管力，不致使凝胶孔隙塌陷或破裂。
同时不断进行干燥的过程中，最终内部水和溶剂全部去除。快速解决超临界干燥高压设备危险又昂贵、使得制备出的气凝胶价格高昂而又产量极少的问题，又解决因为常压方法制备气凝胶存在的不易准确控制温度、胶体内温度也由于距离热源远近不同、从而出现凝胶孔隙破裂和塌陷的技术问题。
弘大气凝胶超疏水涂料
通过李光武先生和团队的不断努力，弘大科技成功实现了纳米超材料气凝胶的低成本、大规模、产业化制备，这不仅提升了技术的可行性，更为相关产业的快速发展奠定了坚实基础。
同时，弘大科技在气凝胶的应用领域也不断创新，成功研发出微晶纳孔金属、弘暖纤超级绝热纤维以及弘纳涂超级疏水涂料等一系列处于世界前沿的工业化制备技术。这些科技成果不仅体现了公司的创新能力，更彰显了中国在高端材料领域的崭新姿态。
弘大科技的坚持与创新，正在推动着气凝胶产业的蓬勃发展，为各行各业带来无限可能。未来，弘大科技将继续致力于技术创新与应用拓展，为全球客户提供更加优质的产品与服务。
来源：中经在线
https://www.cctvjingji.com/part-67/13592.html
延 展 阅 读
一、人物简介
李光武，男，1961年11月出生，弘大科技（北京）股份公司董事长兼总经理。
立志用技术让中国赢得尊敬的李光武，在全球最具潜力十大新材料中已成功突破三项。无论航天飞机还是战斗机都使用气凝胶用于隐形和防护，之前对于气凝胶的研究主要集中在美、德、法、日等国。李光武率队历时近5年研发出“气凝胶低成本产业化工艺技术和成套生产线项目”，且实现全过程国产化。该成果突破了国外专利封锁，同时批量产出的“神奇材料”气凝胶技术指标远超美国，处于世界领先地位。
用神奇材料为祖国赢得尊敬
李光武，男，1961年11月出生，毕业于北京大学化学系，党员。弘大科技（北京）股份公司董事长、中关村高端领军人才、中关村十大创业未来之星、武汉黄鹤英才、住建部绿色建材创新战略联盟专家委员会副主任委员、北京武汉企业商会副会长。曾获北京市优秀科技干部和北京市爱国立功标兵。
李光武，大学毕业后在北京纺织器材厂和北京吉普等国企从事技术工作十多年，自1996年起自主创新创业逾二十年，积累了丰富的多学科理论知识和多领域跨行业实际科研工作经验。
在多年工厂工作和自主创业后，他发现很多重要领域的核心技术都被国外把持，特别是材料领域几乎所有重要基材鲜见中国原创技术。为改变我国众多行业领域核心技术缺失的现状，他毅然投入到为强大中国应用工程技术水平奋斗的再次创业中。
先后投入自有资金超过2000万元用于技术创新和自主研发，申请和获得36项国际和国家专利（6项PCT、16项发明、14项实用新型），2013年和2015年分别创立北京弘大科技和武汉国科弘大科技公司，任职董事长、总工。
目前，在世界十大新材料中，已经突破三项，包括：气凝胶非超临界产业化制备技术、非晶金属块材制备技术、创新了微晶纳孔金属。同时，在研发新能源蓄能、雾霾控制、生物灭菌、土壤改良、半导体基片制备等技术方面均有领先世界的重大创新突破。
作为一名热爱祖国的中国共产党员，他决心用有生之年尽毕生学识，为提高中国应用工程技术水平不断奋斗，立志用科技贡献赢得世界对中国的更多尊敬！
气凝胶，世界上最轻的固体、导热系数最低的材料，SCIENCE将气凝胶列为全球最具潜力十大新材料之一。目前国际上关于气凝胶研究主要集中在德、美、法、日本等国。在国内，气凝胶已经有超过二十年的研究历史，获得了国家自然科学基金和几种研究经费的支持；主要研究单位以国家纳米中心、中科院、国防科大、同济等为代表。
气凝胶在热学、光学、电学、力学、声学等领域显示了许多奇特的性能，创下15项吉尼斯纪录，被称之为“一个可以改变世界的神奇材料”，是具有巨大应用价值的军民两用技术，无论美国俄国航天飞机，还是美国英国战斗机都已经使用气凝胶用于隐形和防护。据统计全球气凝胶产量2/3在美国，最大厂家阿斯彭隶属于美国宇航局，因价格昂贵其产品主要应用在航天军事石油。
“气凝胶低成本产业化工艺技术和成套生产线项目”是李光武带领研发团队历时近5年时间独立自主设计研发、突破关键核心技术、全过程实现国产化的原创性成果。该成果打破了国外专利技术的封锁和技术瓶颈，批量产出的气凝胶技术指标远超美国，已处于世界领先地位，且设备投资仅为世界普遍采用的超临界干燥法的二十分之一。
该项成果在经过北京市六个单位评审后，最终确定气凝胶获得北京市新产品证书，弘大科技荣获中关村高新技术企业、国家高新技术企业，带领企业迈上一个新台阶。
目前弘大科技还可利用该成果生产出各种不同类型的，如硅系、碳系、硫系、金属氧化物系、金属系等气凝胶。该项中国自主知识产权已获得国家发明和实用新型专利各1项，PCT国际专利申请已提交至美国、欧盟、日本、韩国等国家地区取得了受理号并公开。
持之以恒搞研发
废寝忘食、争分夺秒，专注于研发的他对自己要求总是那么高
精通各种检测设备
基于气凝胶的诸多优良特性，李光武带领团队持续研发了针对气凝胶应用的世界领先应用工程技术几十项，覆盖新材料、节能环保、新能源汽车、新一代电子信息技术、新能源等国家战略性新兴产业，部分应用工程技术已申请国家发明专利9项，其中申请PCT国际专利5项。
已经56岁的他经常日夜奋战，5年来每天睡眠不超过3个钟头，2015年11月终于因过度劳累被迫住院，入院后依然为尽快突破气凝胶高质量产业化生产瓶颈与工程师电话会议。大夫问：“你的体检指标按常理已经昏迷了，你咋么还在工作？”他说：“人是靠理想和精神支撑的，为实现中华民族伟大复兴，实现中国梦就能战胜一切困难、战胜一切疾病。”十五天后尚未完全痊愈的他又立即投入到了工作之中。
2016年4月长期坚持工作的他又一次入院了，在手术的当天下午就出现在了中关村的一个项目汇报会上，所有的领导专家都被他深深的感动，劝他注意休息，但他说：“没关系，尽快实现国家强大要争分夺秒，我们要用科技贡献赢得世界对中国的更多尊敬。”
工作指导耐心细致
经常与工程师们进行技术交流，将知识倾囊传授
作为专家代表在全国绿色建材联盟大会上作主题演讲
气凝胶作为基础材料，应用范围极其广泛，将在我国节能环保、新能源、建筑、汽车、国防军工、石油化工、轨道交通、3D打印、工程塑料等产业领域快速发展做出举足轻重的贡献。
功夫不负有心人，该项目已得到国家发改委、北京市、武汉市、合肥市及军委领导的高度重视。目前，1万立方米气凝胶国内最大生产基地已在武汉落成，占全球产能的六分之一；气凝胶应用技术生产基地已落地安徽合肥占地400亩。这两大基地的建成和运营将解决国家投入巨额资金研发近30年未能实现产业化的问题。
链接：https://www.bjcc.gov.cn/article/600391305.html
气凝胶企业产业链从成胶，封装，到电池包、储能、轨道交通、建筑、管道等下游应用，从材料的前驱体到各种纤维如陶瓷纤维，玻璃纤维，泡棉等，以及封装材料如PET、PI膜，热熔胶、硅胶框等，同时也包括在生产过程中的设备，如超临界设备，热压机，模切设备。欢迎相关产业链人士加入。
原文始发于微信公众号（艾邦气凝胶论坛）：气凝胶的干燥技术有哪些？解密梯度减压技术
