气凝胶，英文名称为“aerogel”，意为“飞行的凝胶”（组合词areo-gel）。凝胶怎么会飞？想象一下，如果把水母的水分“拿掉”却不改变其体积大小，将会如何？气凝胶即是如此，它自身的80%~99.8%以气态形式存在——这也正是它的神奇之处，气凝胶是人类能够人工制造出来的最轻的非晶固态材料，被称为“凝固的烟”“物质的第五种形态”。
气凝胶极高的孔隙率、导热系数低的特点让其具有良好的材料性能：超轻、绝热、耐温。它对于传统材料的替代场景很多，凡是涉及到温度隔绝的应用方面，都会希望用到这种材料。
爱彼爱和新材料有限公司副总经理董海兵在接受《中国科学报》记者独家专访时表示，气凝胶材料的应用远不止于to B场景，其在航天、军工、户外用品、日消等领域都有望大展身手。
迎来产业化的曙光
董海兵向记者介绍说，从分类上讲，气凝胶有碳气凝胶、硫气凝胶，金属气凝胶和氧化物气凝胶等。但目前从制备成本等综合因素而言，应用最为广泛的当属氧化硅气凝胶。他举例说，当前在北京许多双层电动巴士上，气凝胶材料已经用于电池仓的隔热防火方面。此外，气凝胶多孔、缓释的特性，未来还有望用于食品级包装、药物开发等领域。
气凝胶材料以前只能在实验室中见到，而今，这种材料正迎来产业化的曙光。
一般而言，一类新材料如果没有成本优势，很难对传统材料形成规模化替代。董海兵也坦承，制备成本曾一度困扰气凝胶材料的工业化应用。
2008年，一个偶然的机会，爱彼爱和董事长田雷接触到了气凝胶这类材料。十多年来，爱彼爱和跟国内外许多科研机构、研究团队保持着密切交流与合作。“但实验室里的科研与工业应用是两码事，产品需要在应用场景磨合。”董海兵回顾说，气凝胶产品的工业化生产过程还是很艰辛的，“10年间，研发队伍遇到了无数困难”。
尽管田雷当初并非专业技术人士，但他就是认准了这个材料的神奇特性。他想尽办法组建团队解决规模化生产这个大课题，如今终于看到了希望。董海兵介绍说，如今，爱彼爱和在河北省黄骅市，已经开工设计能力为3万立方米的生产线建设，并已投产1万立方米。“这是个什么概念？全国前三。3万立方米全部投产的话，爱彼爱和将成为全国数一数二的供应商。”董海兵说。
“这将是个千亿元级的市场”
值得一提的是，此前，国内由于制备技术等原因，国外气凝胶产品一度占领中国气凝胶市场。董海兵告诉记者，目前这种局面也正在扭转。
“以前确实是国外产品占据中国大部分市场，比如美国的Aspen（阿斯彭）公司，气凝胶产品很早就进入中国市场。不过近年来中国气凝胶产业发展非常快，制备成本下降使得价格方面也逐渐找回优势。”董海兵说，中国虽然在气凝胶的规模化生产的研究比欧美晚十几年，但在研究应用上与国际同行处于同一水平，“欧美等发达国家在应用方面同样存在成本偏高的问题”。
不过，董海兵也表示，国内气凝胶行业还远没有达到繁荣的程度，能够真正规模化量产气凝胶材料企业“只有数得过来的几家”，还没有真正形成行业生态。
“可喜的是这个市场发展会很快，预计3年内就会有很可观的增长。”董海兵说，国内每年对气凝胶材料的需求增长保持在20%以上，甚至能超过30%——这比一般工业材料的需求增长高很多，特别是在工业发展状况近年来处于颓势的背景下，这一数字格外亮眼。
这背后的动因是，大家对材料的节能环保等要求越来越高。
“现在主要的替代场景还集中在交通行业，比如客车、高铁、船舶相关材料的替代方面。建筑材料替代还处于高端建筑应用阶段，还未大范围推广应用。电动汽车满大街跑起来的话，应用需求更大。”而且，董海兵说，现在的市场行情是供需两旺，“这是非常鼓舞人的。把潜在市场需求算上，这在未来将是一个千亿元级的市场。”
应从国家层面大力发展
相比大名鼎鼎的石墨烯材料而言，气凝胶材料名气并不大，其在整个国民经济应用中也未处于突出位置。对此，董海兵认为，考虑到气凝胶材料优异的环保节能，国家应从宏观政策的角度大力发展。
相比气凝胶材料，传统材料不仅性能差，其在制备过程多伴有污染环境的因素。董海兵举例说，“同样是A4纸大小面积的保温材料，从厚度上来讲，岩棉要比气凝胶多出3~5倍。”
他介绍说，岩棉是一种常见保温材料，它的制备要开山采石、高温炉熔，是一种高耗能、不环保材料。“使用气凝胶可以大幅减少这种高耗能、高污染材料的应用，如果能够大规模替代，对自然资源和环境保护的作用是不言而喻的。”
“使用气凝胶不仅仅是材料上的替代，更是能源结构、生产方式上的替代。”董海兵说，上海静安、北京西红门等地区的起火、爆炸事件，之所以最终酿成大祸，都与使用了易燃保温材料不无干系。从人民生命财产安全的角度来考虑，更应该推广耐高温、不燃的气凝胶材料的应用。
材料的广泛应用必然涉及标准的制定。一个好消息是，我国第一个气凝胶材料方面的国家标准——《纳米孔气凝胶复合绝热制品》，已经制备完成，并将于2018年9月1日起正式实施。
应南京玻璃纤维研究设计院的邀请，爱彼爱和自2015年初起便参与到了气凝胶制品国标编制工作之中，并向国家标准制订工作组提供了多款样品。
“气凝胶复合绝热制品国标正式公布，明年便开始实施，这是气凝胶行业的一件大喜事。”田雷表示，“标准化工作，在促进企业发展、推动产业转型升级方面发挥了积极的影响。”
