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固体气凝胶是什么?比空气还轻耐高温抗严寒却一捏就碎

九鼎建筑装饰工程通讯 2025-03-15 0

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在演示中,将8立方厘米大小的该种物质放在一朵花上,花瓣没有一丝变形。
再将火焰枪喷出的上千摄氏度炎火炙烤着该物质,它和鲜花均安全无事,令人惊异。

它便是气凝胶,不仅创造了吉尼斯最轻固体的记录;还能在1000摄氏度的高温中不被融化。

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那这么神奇的材料是怎么被创造的呢?

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(图片来自网络侵删)

它的进程出身也很神奇,来源于一场朋友之间的打赌。

20世纪20年代,美国科学家塞缪尔·基斯特勒被一个果冻给吸引住了。
他以为果冻之以是呈凝胶状,并非由于它的液体属性,而是构造所致,由于有一个骨架似的容器在支撑着它。

也便是说,果冻中的“水”实在是由一个“骨架”撑着,类似于装在一个“塑料盒”中,这才有了我们肉眼瞥见的果冻。
而他的辞吐被他的朋友所质疑,于是两人就立下了赌约。
如果把果冻中的“液体”去掉,果冻还能立起来,那么基斯特勒便是对的。
这个差异就彷佛,气球装水和气球装空气一样。

皇天不负有心人,20世纪30年代,基斯特勒真的成功用二氧化硅代替液体,创造了一种呈现凝胶状且不含任何液体的物质,这也便是最初的气凝胶。
每立方厘米的密度为0.9毫克,放在蒲公英和绒毛上都不会变形。

那开头说的浙江大学用碳纤维和石墨烯纤维制作又是怎么一回事呢?

这是我们科学家经由五,六年韶光的探索制造出了“全碳气凝胶”。
它是采取石墨烯和碳纳米管溶液在低温下冻干后,经干燥后,去除溶剂和制成。

虽然全碳气凝胶也很厉害,但还是比不了固体空气。
固体空气是固体气凝胶,是将凝胶中溶质保留,而将溶剂去除所制成的。
它的外不雅观呈透明状,蓝色烟雾般的飘渺感,以是也被称为“冻结的烟”。

它的密度为0.16毫克每立方厘米,仅为空气的2.75倍,是天下上最轻的固体材料,已经入选了吉尼斯天下记录。
它看起来非常普通,就像蓝色的塑料块,用手一捏就碎。

虽然固体气凝胶看起来非常薄弱,但是它的功能却非常强大。

你别看它轻,它确实天下上最好的保暖材料。
随着时期的进步,气凝胶已经被制成了衣服,纵然在零下190摄氏度的环境中,依旧能保持32摄氏度的体温。

气凝胶还有很好的绝缘能力,是绝缘能力最好的玻璃纤维的39倍。

气凝胶具有很强的弹性,被压缩至80%后也可以恢复原状,而且它还具有很强的吸附性,是迄今已宣布的吸油力最高的材料。

气凝胶虽然轻,但是它能承受比自身重达几千倍的重物,且它在温度达到1200摄氏度的情形下才会被融化,这些精良的特性已经被实验所证明,以是大家不用质疑。

此外它的导热性和折射率也会低。

也正是由于气凝胶的这些特点,它已经成为了航天奇迹中不可代替的材料,比如把它运用在数亿公里外绕火星翱翔的天问一号探测器上,为其即将进行的火星着陆保驾护航。

气凝胶在航天奇迹上的运用不仅于此,它还能将彗星辰颗粒带回地球。

在彗星上的颗粒,他们的行进速率相称于子弹出膛,以是要想在太空中捉住它们,切实其实是异想天开。

气凝胶把这不可能的事情变成了可能。
由于气凝胶密度低,当颗粒撞上气凝胶时,他们会陷进入,且毛病越深,直至不再运动。

虽然颗粒深陷气凝胶,但气凝胶不会毁坏星辰颗粒的内部构造,也不会与其发生化学反应,而且在气凝胶内部还会留下颗粒的运动轨迹,这切实其实便是星辰颗粒的克星啊。

实在气凝胶不但是航天奇迹的专属,如今已经被广泛利用。
在未来,它还有可能走进千家万户。

在军事上,气凝胶可以防弹,防爆破,以是在沙场上可以用气凝胶来制作防爆服、住所和战车。

气凝胶还是很好的“环保卫士”。
由于气凝胶有很好的的吸附力,它能接管水中的油、铅和水银等。
如果在海洋中涌现了原油透露,那么利用气凝胶就不会造成太重的污染,以是气凝胶可以处理生态磨难。

我们在打网球时,气凝胶也可以发挥浸染。
已经有外国人把气凝胶用在球拍上,结果球拍的击球能力加强了。
而且用气凝胶做成鞋子和睡袋,可以在攀登珠穆朗玛峰时显得得心应手。

说来也是奇怪,气凝胶不怕上千度的高温,却怕极了水。
这么强大的气凝胶怎么能被水打败呢?

气凝胶有强的亲水性,一旦遇上了水,它的构造会发生变革,就彷佛被融化了一样。
为了让气凝胶的拥有范围和能力得到加强,科学家会对气凝胶的孔洞表里面进行化学润色,从而使表面得到疏水性,这也加强了气凝胶的利用寿命和利用范围。

气凝胶看起来是很伟大的发明创造,但随着时期的进步,它的运用将变得非常广泛且普通,有可能平凡的你,在平凡的家庭,利用气凝胶就和吃果冻一样常见了。

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