• 1931年，美國(guó)加州太平洋大學(xué)(College of the Pacific)的Steven.S. Kistler首 次通過乙醇超臨界干燥制備出二氧化硅氣凝膠。

• 20世紀(jì)30~40年代。美國(guó)Monsanto公司生產(chǎn)氣凝膠產(chǎn)品用來作化妝品及牙膏中的添加劑或觸變劑。

• 20世紀(jì)70~80年代，法國(guó) Teichner的研究組開創(chuàng)高 品 質(zhì)氣凝膠快速制備方法，之后歐洲的法國(guó)、瑞典、德國(guó)等掀起了氣凝膠研發(fā)的高潮，氣凝膠被用于儲(chǔ)存火箭燃料、切侖科夫(Cherenkov)探測(cè)器。

• 20世紀(jì)90年代，美國(guó)的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(Jet Propulsion Laboratory)制備的氣凝膠應(yīng)用于密度的氣凝膠被用來收集高速的宇宙塵埃樣品(Tsou, 1995) 和航天飛機(jī)隔熱，氣凝膠作為超級(jí)隔熱材料受到重視，研發(fā)重心轉(zhuǎn)移到美國(guó)。

• 1999年美國(guó)Aspen Systems公司承接美國(guó)宇航局的課題制備出纖維復(fù)合的氣凝膠超級(jí)絕熱材料，2001年成立了Aspen Aerogel公司進(jìn)行氣凝膠的商業(yè)化運(yùn)作，開啟氣凝膠作為超級(jí)絕熱材料產(chǎn)業(yè)化熱潮。

• 2004年國(guó)內(nèi)出現(xiàn)從事氣凝膠材料產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)，2014年浙江圣諾節(jié)能技術(shù)有限公司成立，推出了當(dāng)前最 先進(jìn)的氣凝膠技術(shù)和產(chǎn)品。

世界上第 一個(gè)氣凝膠產(chǎn)品是1931年制備出的。當(dāng)時(shí)，美國(guó)加州太平洋大學(xué)(College of the Pacific)的Steven.S. Kistler提出要證明一種具有相同尺寸的連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的固體“凝膠”，其形狀與濕凝膠一致。證明這種設(shè)想的簡(jiǎn)單方法，是從濕凝膠中驅(qū)除液體而不破壞固體形狀。如按照通常的技術(shù)路線，很難做到這一點(diǎn)。如果只是簡(jiǎn)單地讓濕凝膠干燥，凝膠將會(huì)收縮，常常是原來的形狀破壞，破裂成小碎片。也就是說，這種收縮經(jīng)常是伴隨著凝膠的嚴(yán)重破裂。Kistler推測(cè):凝膠的固體構(gòu)成是多微孔的，液體蒸發(fā)時(shí)的液一氣界面存在較大的表面張力，該表面張力使孔道坍塌。此后，Kistler發(fā)現(xiàn)了氣凝膠制備的關(guān)鍵技術(shù)(Kistler, 1932)。

Kistler研究的第 一個(gè)凝膠是通過硅酸鈉的酸性溶液濃縮制備的SiOZ凝膠。然而，他試圖通過把凝膠中的水轉(zhuǎn)變成超臨界流體的方式來制備氣凝膠卻沒有成功。Kistler再嘗試首先用水充分洗滌二氧化硅凝膠(從凝膠中去掉鹽)，然后用乙醇交換水，通過把乙醇變成超臨界流體并使它跑掉，第 一個(gè)真正的氣凝膠形成了。Kistler的氣凝膠與現(xiàn)在制備的二氧化硅氣凝膠類似，是具有相當(dāng)大的理論研究?jī)r(jià)值的透明、低密度、多孔材料。在之后的幾年時(shí)間里，Kistler詳盡地表征了他的二氧化硅氣凝膠的特性，并制備了許多有研究?jī)r(jià)值的其它物質(zhì)的氣凝膠材料，包括:A1203 , W03 , Fe203 , Sn02、酒石酸鎳、纖維素、纖維素硝酸鹽、明膠、瓊脂、蛋白、橡膠等氣凝膠。

后來，Kistler離開了太平洋大學(xué)，到Monsanto公司供職。Monsanto公司很快就開始生產(chǎn)商品化的氣凝膠產(chǎn)品，Monsanto公司的產(chǎn)品是粒狀的Si02材料，雖然其生產(chǎn)工藝無人知曉，但人們推斷應(yīng)當(dāng)是Kistler的方法。Monsanto公司的氣凝膠當(dāng)時(shí)是被用來作化妝品及牙膏中的添加劑或觸變劑。在以后的近30年中，有關(guān)氣凝膠的研究幾乎沒有什么進(jìn)展。直到20世紀(jì)60年代，隨著價(jià)格便宜的“煙霧狀的(fumed)”Si02的研制開發(fā)，氣凝膠的市場(chǎng)開始萎縮，Monsant。公司停止了氣凝膠的生產(chǎn)。

從此，氣凝膠在很大程度上被人淡忘了。直到20世紀(jì)70年代后期，法國(guó)政 府向Claud Bernard大學(xué)的Teichner教授尋求一種能儲(chǔ)存氧氣及火箭燃料的多孔材料。之后所發(fā)生的事情，在從事氣凝膠研究的人員中有一種傳說。Teichner讓他的一個(gè)研究生來制備氣凝膠并研究其應(yīng)用，然而，使用Kistler的方法，包括兩個(gè)耗時(shí)、費(fèi)力的溶劑萃取步驟，他們的第 一個(gè)氣凝膠花了數(shù)周時(shí)間才制備出來。然后，Teichner告訴這個(gè)學(xué)生，要完成他的學(xué)位論文，將需要大量的氣凝膠樣品;該學(xué)生意識(shí)到，如按照Kistler的方法制備，這要花許多年才能完成，他精神崩潰地離開了Teichner的實(shí)驗(yàn)室;經(jīng)過一段短暫地休息、思考，他又回到了實(shí)驗(yàn)室，有一種強(qiáng)烈的動(dòng)機(jī)，激發(fā)他去尋找一種更好的Si02氣凝膠的合成工藝。經(jīng)過不懈地努力探索，該學(xué)生成功地應(yīng)用溶膠一凝膠化學(xué)法制備出Si02氣凝膠，這使氣凝膠科學(xué)研究前進(jìn)了一大步。這種方法用正硅酸甲酷(TMOS)代替Kistler所使用的硅酸鈉，在甲醇溶液中通過TMOS水解一步產(chǎn)生凝膠(稱為“醇凝膠”)，這消除了Kistler方法中的兩個(gè)缺點(diǎn)，即醇水替換步驟及凝膠中存在無機(jī)鹽，在超臨界甲醇條件下干燥這些醇凝膠，就制備出高質(zhì)量的Si02氣凝膠。后來，Teichner的研究組及其他人使這種方法擴(kuò)展，制備了多種金屬氧化物氣凝膠產(chǎn)品。

這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)之后，隨著加入到這個(gè)領(lǐng)域的研究人員的增加，氣凝膠科學(xué)技術(shù)有了快速發(fā)展。

(1) 20世紀(jì)80年代初期，粒子物理學(xué)家認(rèn)識(shí)到SiO2氣凝膠將是制造切侖科夫(Cherenkov)探測(cè)器的理想介質(zhì)材料，試驗(yàn)需要大量的透明SiO2氣凝膠。他們使用TMOS方法，制造了兩個(gè)大探測(cè)器:一個(gè)是在德國(guó)漢堡的DESY (Deutsches Elektronen Synchrotron)實(shí)驗(yàn)室的TASSO探測(cè)器，使用了1700升SiO2氣凝膠;另一個(gè)是歐洲粒子物理研究所(CERN)制造的探測(cè)器，使用了由瑞典蘭德大學(xué)(University of Lund)制備的1000升Si02氣凝膠。

(2)使用TMOS方法，制備Si02氣凝膠塊狀材料的第 一個(gè)試驗(yàn)工廠(中試廠)是由蘭德大學(xué)的研究人員在瑞典的斯喬波(S jobo)建立的。工廠使用了3000升的高壓反應(yīng)釜，以滿足使用超臨界甲醇(2400C } 80個(gè)大氣壓)所需的高溫高壓?？墒?，在1984年高壓釜在生產(chǎn)過程中發(fā)生泄漏，廠房?jī)?nèi)很快充滿了甲醇蒸氣，隨之發(fā)生了爆炸。幸運(yùn)的是，在這次事故中未造成人員傷亡，但設(shè)備完全報(bào)廢了。后來，工廠重建，繼續(xù)使用TMOS方法生產(chǎn)SiO2氣凝膠?，F(xiàn)在，這家工廠由Airglass公司管理。

(3) 1983年，伯克利實(shí)驗(yàn)室((Berkeley Lab)的微結(jié)構(gòu)材料研究組(Microstructured Materials Group)發(fā)現(xiàn)毒性非常大的化合物TMOS可用正硅酸乙脂(TEOS)替代，TEOS是比較安全的試劑，使用TEOS不降低氣凝膠產(chǎn)品的質(zhì)量。

(4)微結(jié)構(gòu)材料研究組(Microstructured Materials Group)也發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行超臨界干燥之前，凝膠中的乙醇能用液態(tài)CO2替換，而不會(huì)對(duì)氣凝膠產(chǎn)生不良影響。在安全性方面，這又是一個(gè)極大的進(jìn)步，因?yàn)樵贑O2的臨界點(diǎn)(31.0 C , 7.3MPa)的操作條件要比甲醇的臨界點(diǎn)(239.40C } 8.09MPa)的操作容易控制。此外，C02沒有爆炸的危險(xiǎn)。這種技術(shù)被用于由TEOS制備透明的SiO2氣凝膠材料。德國(guó)BASF公司同時(shí)發(fā)明了由硅酸鈉制備SiO2氣凝膠小珠的CO2取代方法，這種材料直到1996年才開始投產(chǎn)，商品名為“BASOGEL"。

(5) 1985年，德國(guó)維爾茲堡大學(xué)物理所的Jochen Fricke教授在維爾茲堡組織了首屆“氣凝膠國(guó)際研討會(huì)”(International Symposium on Aerogels，簡(jiǎn)稱ISA)在這次會(huì)議上收到了世界各地的研究人員提交的25篇論文。隨后，ISA分別于1988年在法國(guó)的蒙彼利埃、1991年在德國(guó)的維爾茲堡、1994年在美國(guó)的伯克利舉行。其中參加1994年的第四屆ISA會(huì)議的人員有151名，10個(gè)特約報(bào)告，51篇投稿，35篇展報(bào)。第五、六界ISA會(huì)議分別于1997年和2000年在法國(guó)的蒙彼利埃及美國(guó)新墨西哥州的阿爾伯克基市(Albuquerque)舉行。

(6) 20世紀(jì)80年代后期，由Larry Hrubesh領(lǐng)導(dǎo)的LLNL實(shí)驗(yàn)室(Lawrence Livermore National Laborato動(dòng)研究人員制備出世界上密度最小的CO2氣凝膠(并且是密度最小的固體材料)，氣凝膠的密度為0.003g/cm3，僅是空氣密度的3倍。

(7)美國(guó)的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(Jet Propulsion Laboratory)制備的氣凝膠已經(jīng)在航天飛機(jī)宇宙飛行中執(zhí)行了幾次特別任務(wù)，這些低密度的氣凝膠被用來收集高速的宇宙塵埃樣品(Tsou, 1995) ， 和航天飛機(jī)隔熱，氣凝膠作為超級(jí)隔熱材料受到重視，研發(fā)重心轉(zhuǎn)移到美國(guó)。

（8）1999年美國(guó)Aspen Systems公司承接美國(guó)宇航局的課題制備出纖維復(fù)合的氣凝膠超級(jí)絕熱材料，2001年成立了Aspen Aerogel公司進(jìn)行氣凝膠的商業(yè)化運(yùn)作，開啟氣凝膠作為超級(jí)絕熱材料產(chǎn)業(yè)化熱潮。

（9）2004年國(guó)內(nèi)第 一家從事氣凝膠材料產(chǎn)業(yè)化的公司納諾高科成立，2014年浙江圣諾節(jié)能技術(shù)有限公司成立，推出了當(dāng)前最 先進(jìn)的氣凝膠技術(shù)和產(chǎn)品。