Аэрогели — уникальные нанопористые материалы с плотностью, близкой к плотности воздуха, и рекордно низкой теплопроводностью. Благодаря сочетанию высокой пористости (до 99,8 %) и низкой плотности (0,003–0,5 г/см³) они находят применение в различных отраслях промышленности. [2]

Рис. 1. Аэрогель на основе стеклохолста; аэрогель на основе холста из керамического волокна; аэрогель на основе карбонового волокна

Изделия на основе аэрогелей можно классифицировать по нескольким критериям:

1. По химическому составу:

— кремниевые (на основе SiO₂) — наиболее распространённые, обладают высокой прозрачностью и низкой теплопроводностью [2] [5];

— углеродные — электропроводящие, с высокой адсорбционной способностью [2];

— оксидные (Al₂O₃, TiO₂, Fe₂O₃ и др.) — термостойкие и каталитически активные [2];

— полимерные (резорцинол‑формальдегидные, полиуретановые) — эластичные и ударопрочные [2];

— композитные — сочетают свойства разных материалов [9].

2. По функциональному назначению:

— теплоизоляционные материалы [5] [6];

— звукоизоляционные панели [9];

— адсорбенты и фильтры [2];

— носители катализаторов [2];

— оптические элементы [7];

— электроды для суперконденсаторов.

3. По областям применения:

— строительство (теплоизоляция зданий, труб, резервуаров) [8];

— нефтегазовая промышленность (изоляция нефтепроводов, СПГ‑терминалов) [5];

— аэрокосмическая отрасль (теплозащита космических аппаратов) [9];

— электроника (диэлектрики, подложки) [7];

— медицина (фильтры, носители лекарств) [2];

— экология (сорбенты для очистки воды от нефти и тяжёлых металлов) [2].

На строительном рынке представлены следующие основные виды изделий:

— Рулоны и маты (например, Aspen Aerogels Pyrogel XT) — гибкие теплоизоляционные материалы с армированием стекловолокном. Применяются для изоляции трубопроводов, оборудования, строительных конструкций.

Рис. 2. Аэрогелевое полотно WE650 и WE450

— Плиты и панели (например, Cabot Corporation Nanogel) — жёсткие теплоизоляционные элементы для строительства. Обладают высокой прочностью и низкой теплопроводностью.

Рис. 3. Аэрогелевое полотно с карбоновым волокном и изоляционный войлок из аэрогеля

— Гранулированные материалы — используются как насыпная изоляция, наполнитель для композитов, сорбенты.

— Покрытия и краски с добавлением частиц аэрогеля — создают тонкий теплоизоляционный слой на поверхностях сложной формы.

Рис. 4. Порошок/частицы нано-аэрогеля

— Специализированные изделия для экстремальных условий (криогенная изоляция, огнезащита).

Рис. 5. Модульная огнеупорная изоляция

Объём мирового рынка аэрогелей в 2026 году оценивался в ∼450 млн долларов США. Прогнозируемый среднегодовой темп роста (CAGR) на период 2027–2030 гг. — 12–15 %. Ключевые регионы: Северная Америка (США, Канада), Европа (Германия, Франция), Азиатско‑Тихоокеанский регион (Китай, Япония, Южная Корея).

Основные факторы, которые способствуют развитию аэрогелей в строительстве: ужесточение требований к энергоэффективности зданий; развитие нефтегазовой отрасли (особенно СПГ‑проектов); рост спроса на лёгкие и прочные материалы в аэрокосмической отрасли; экологические инициативы по снижению выбросов CO₂.

Российский рынок аэрогелей находится на стадии формирования. Объём рынка в 2026 году — около 5–7 млн долларов США (менее 2 % мирового). Основные потребители: нефтегазовый сектор (изоляция трубопроводов), строительство (энергоэффективные здания), научные исследования.

Участники рынка:

— отечественные научные институты (ИХФ РАН, ИФТТ РАН, ИК СО РАН);

— малые инновационные предприятия, производящие опытные партии;

— дистрибьюторы зарубежных производителей (Aspen Aerogels, Cabot Corporation).

Основные производители строительных материалов на основе аэрогеля:

— Aspen Aerogels (США) — лидер рынка, специализируется на гибких аэрогелевых матах для промышленности.

— Cabot Corporation (США) — производит гранулированные аэрогели Nanogel.

— Matsushita Electric (Япония) — разрабатывает аэрогели для электроники.

— Joda New Materials (Китай) — крупный производитель кремниевых аэрогелей.

— российские научные центры — выпускают опытные партии для НИОКР.

Ключевые тренды рынка:

— снижение стоимости производства за счёт совершенствования технологий сверхкритической сушки;

— разработка гибких и эластичных аэрогелевых материалов;

— создание композитных аэрогелей с заданными свойствами (гидрофобность, электропроводность);

— расширение применения в строительстве и ЖКХ;

— рост спроса в сегменте электромобилей (теплоизоляция батарей);

— развитие «зелёных» технологий и экологичных материалов.

Перспективные направления производства аэрогелей:

— аэрогели с фотокаталитическими свойствами для очистки воздуха;

— биосовместимые аэрогели для медицины и биотехнологий;

— умные аэрогели с сенсорными функциями;

— аэрогелевые композиты для 3D‑печати.

Дальнейшее развитие технологий производства аэрогелей позволит расширить их использование в промышленности и строительстве, способствуя повышению энергоэффективности и экологической безопасности.

Аэрогели представляют собой перспективный класс наноматериалов с уникальными теплоизоляционными и другими функциональными свойствами, что делает их актуальными для различных отраслей промышленности и строительства.

Рынок аэрогелевых материалов демонстрирует устойчивый рост, особенно в развитых странах, благодаря развитию технологий производства и повышенному спросу на энергоэффективные решения.

В России рынок находится на начальной стадии развития, однако обладает значительным потенциалом, особенно в нефтегазовой и строительной сферах, что создаёт возможности для расширения производства и внедрения аэрогелей.

Основные барьеры для широкого внедрения — высокая себестоимость производства и технологические сложности, требующие дальнейших научных и инженерных решений.

Перспективы развития связаны с созданием новых составов, снижением стоимости производства, расширением сфер применения и внедрением инновационных аэрогелевых технологий, таких как фотокаталитические и биосовместимые материалы.

Дальнейшее развитие технологий производства и расширение ассортимента аэрогелевых изделий будут способствовать повышению энергоэффективности зданий, снижению экологического воздействия и развитию новых отраслей, таких как медицина, электроника и экологические технологии.

Литература:

1. Kistler S. S. Coherent Expanded Aerosols and Gels // Nature. 1931. Vol. 127. P. 741. — основополагающая работа по аэрогелям, где впервые описаны принципы их получения.
2. Смирнов Б. М. Аэрогели // Успехи физических наук. 1987. Т. 152. Вып. 1. С. 133–157. — обзор свойств, методов получения и перспектив применения аэрогелей.
3. ISO 14025:2010. Environmental labels and declarations — Type III environmental declarations — Principles and procedures. — международный стандарт для составления экологических деклараций продукции (EPD), применимый в т. ч. к аэрогелевым материалам.
4. EN 15804:2019+A1:2021. Sustainability of construction works — Environmental product declarations — Core rules for the product category of construction products. — европейский стандарт расчёта экологических показателей строительных материалов.
5. Aspen Aerogels, Inc. Pyrogel XT Technical Data Sheet. Revision 10. 2023. — официальный технический паспорт гибких матов с аэрогелем: данные по теплопроводности, диапазону рабочих температур, огнестойкости.
6. Cabot Corporation. Nanogel Aerogel Insulation: Product Specifications & Safety Data Sheet. 2022. — документация на гранулированные кремниевые аэрогели: физико‑химические характеристики и рекомендации по применению.
7. Advanced Glazings Ltd. SOLERA® with Lumira® Aerogel: Product Brochure & Technical Guide. 2022. — описание светопрозрачных конструкций с интегрированным аэрогелем Lumira, данные по энергоэффективности.
8. Кадырбеков А. Ж., Рекунов В. С. Инновационные материалы на основе аэрогеля в строительстве // Научно‑практический электронный журнал «Аллея Науки». 2022. № 4(67). — анализ применения аэрогелей в строительной отрасли, сравнение с традиционными изоляционными материалами.
9. Фаликман В. Р. Наноматериалы и нанотехнологии в производстве строительных материалов // Строительные материалы. 2013. № 9. С. 77–81. — обзор современных наноструктурированных материалов, включая аэрогели, и возможностей их внедрения в строительную индустрию.