综述：SiO2纤维气凝胶的进展与挑战：改进的制备工艺、力学性能以及新型应用

《Advanced Composites and Hybrid Materials》：Advancements and obstacles in SiO2 fiber aerogels: enhanced fabrication, mechanics, and novel applications

二氧化硅气凝胶具有轻质多孔和优异隔热特性，广泛应用于医药递送、热绝缘、催化及储能等领域。通过引入纳米纤维和聚合物显著提升了其机械性能与稳定性。本文综述了气凝胶的溶胶-凝胶制备工艺及结构特性，分析了规模化生产中面临的水稳定性差、成本高及量产困难等问题，并探讨了其在航天、传感、生物医学和环境治理等新兴领域的应用潜力，最后提出可持续制造方案以平衡经济性与生态影响。

　　

摘要

二氧化硅（SiO₂）气凝胶是一种极其轻质且多孔的材料，以其出色的隔热性能而闻名，适用于多种先进应用领域，包括药物输送、隔热、催化和能量储存。最近的创新，特别是纳米纤维和聚合物的引入，显著提高了二氧化硅气凝胶的机械强度和稳定性，解决了其固有的脆性问题。本文综述了二氧化硅气凝胶合成的最新进展，重点介绍了基于纤维的复合材料，这些复合材料增强了其柔韧性和性能。我们讨论了二氧化硅气凝胶的溶胶-凝胶形成过程及其结构特性，这些对于其未来的工业应用至关重要。尽管二氧化硅气凝胶具有许多有前景的特性，但其商业化应用仍受到一些挑战的制约，如疏水性不稳定、高生产成本以及难以实现大规模生产等。本文还探讨了二氧化硅气凝胶在各个领域的应用扩展，包括航天技术、传感技术、生物医学和环境修复（包括空气和水净化）。最后，我们讨论了与二氧化硅气凝胶生产相关的生态和经济问题，并提出了可持续发展的建议，以提升大规模制造的财务可行性和环境影响。