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比空气还轻,遇水即化,气凝胶为何被称为 [复制链接]

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这种材料创造了世界纪录,比空气还轻,而且遇到水就会变软。但是它的身影却出现在了在我国首辆火星车“祝融号”中,它就是气凝胶。这种材料有什么优点?它怎么保护“祝融号”?今天我们就以科学的角度来揭秘最轻的固体材料——气凝胶。

气凝胶又叫干凝胶,是一种固体多孔材料。和我们传统思维中的“胶”有很大区别,气凝胶是一种固体超多孔材料,它体积99%都是气体,是目前世界上已知的密度最小的材料。因此人们也把它称为“冻结的烟”或者“蓝烟”还曾经创下了“世界上最轻固体”的吉尼斯世界纪录。

在一定条件下,具有一定浓度的高分子溶液或溶胶,粘度会增加,直至失去流动性,成为外观均匀的弹性半固体,这就是凝胶。果冻是我们生活中很受欢迎的零食,其实它就是一种常见的凝胶。这种凝胶的内部被水和其他液体充满,而当凝胶中被气体充满时就变成了气凝胶。

气凝胶的内部有很多孔隙,孔隙中被空气填满,这使气凝胶看上去非常脆弱。但其实它可以承受超过自身重量倍的压力。

而气凝胶内部纳米级的孔隙,使冷热空气都很难穿透它。它的熔点也非常高,在摄氏度才会熔化,导热性、和折射率也非常低,很多设备会选择用气凝胶进行隔热。目前绝缘能力最好的材料是玻璃纤维,但气凝胶的绝缘能力比它强39倍。这些特性都让气凝胶在航天领域中大显身手。除我国外,美国、俄罗斯都在太空飞行器中选择了用这种材料进行绝缘。

气凝胶在航天事业上的应用可不止于此,他还能把彗星颗粒带回地球。彗星上的颗粒速度非常快,要想在太空中抓住他们难度非常大。但是由于气凝胶密度低,当彗星颗粒撞上气凝胶时,他们就会陷入其中,而且越陷越深,直至不能运动。而气凝胶既不会与其发生化学反应,也不会破坏其结构,而且还会在内部保留下彗星颗粒的运动轨迹,这简直就是专门为彗星颗粒打造的专属容器。

其实除了航天事业,气凝胶在生活中也发挥了重要作用。它可以防弹、防爆破,战场上的防爆服和战车都会用到它。他还是很好的“环保卫士”,具有很强的吸附能力,可以轻松吸附出水中的油、水银、和铅等物质。处理原油在海洋中泄露等紧急灾害也不在话下。而且它还具有保暖功能,可以在零下摄氏度的环境中依旧使人体温度保持在32摄氏度。

这样看来,气凝胶似乎是个无敌的存在,但并不是这样。如此强大的气凝胶其实最害怕的就是水。气凝胶具有极强的亲水性。水会使它的结构发生变化,看起来就像融化了一样。为了使气凝胶更加强大,科学家们通常都会对气凝胶孔洞内表面进行化学修饰。

人类用自己的智慧,进行了很多使生活简单、方便的发明和创造。气凝胶就是其中一项,随着气凝胶产业的不断发展,这种神奇的材料会被应用在更多领域,为人们带来更多方便。

#知识讲解人#

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