气凝胶最大的特点就是轻，同时极高的孔洞率使它成为了目前公认热导率最低的固体材料。但实际上气凝胶也以“脆”而闻名——采用普通工艺制备的气凝胶，一旦想进行分割等步骤，很容易便会碎成渣渣，这就是为什么气凝胶一般只用于大规模应用（如环境技术、物理实验或工业催化）而很难用于小规模应用的原因。

一捏就碎的普通气凝胶

拥有这么出色的隔热性能，却因为无法小型化而与电子器件等小规模应用绝缘，实在是太可惜了，因此科学家们从未放弃过对小型气凝胶制备技术的追求。比如说在最新一期的科学杂志《自然》上，一篇来自Empa研究人员的文章就展示了如何高精度地制造由二氧化硅气凝胶和二氧化硅复合材料制成的3D打印零件。

为了证明精细的气凝胶结构可以在3D打印中生成，研究人员打印了一朵用气凝胶制成的莲花

据悉，通过3D打印出来的气凝胶结构可以薄到十分之一毫米且热导率只有聚苯乙烯的一半，刚好低于16MW/(m·k)——明显低于不移动的空气层的26MW/(m·k)。同时，这种打印出来的二氧化硅具有更好的机械性能，甚至可以在上面钻孔和研磨。可以说，新型的制备工艺为二氧化硅气凝胶的后期处理和应用开辟了全新的可能性。

作为悬挑结构的一个例子，研究人员打印了荷花的叶子和花朵。由于疏水性和低密度的原因，测试对象还可以像它的自然模型一样漂浮在水面上

有了这样的技术，即使是最小的电子元件彼此之间的热绝缘也变得相对简单了。研究人员通过实验证明了3D打印气凝胶在温度敏感组件中确实能够很好地控制局部“热点”，防止热量扩散。此外，良好的隔热性能也使得它能用于屏蔽医疗植入物的热源，保证其与人体接触的表面温度不超过37℃，从而保护身体组织。

由气凝胶制成的微型定制防护罩可以有效地屏蔽电子元件的热量

目前，Empa的研究人员正在寻找那些希望将3D打印气凝胶结构整合到新的高科技应用中的工业合作伙伴。

粉体圈Coco编译