《Nature/Science》这是目前世界上最轻的固体材料

有一种材料,虽然是固体,却无比轻盈,看起来好像一股袅袅的蓝烟,如梦似幻,这就是目前世界上最轻的固体材料——气凝胶。

化塑链在线市场

什么是凝胶?

凝胶就是凝聚的胶体,胶体是介于溶液和浊液之间的一种混合物,其颗粒大小在1-100nm之间。胶体的颗粒都带有同种电荷,因此在一般状态下,由于同种电荷相互排斥,这些颗粒无法碰撞结合。但是如果在胶体中混入电解质,这些颗粒所带的电荷就会被电解质中带电粒子的电荷中和,颗粒间不再发生电荷互斥,而是碰撞结合,形成凝胶。

什么是气凝胶?

凝胶中的胶体颗粒相互结合,但是这些颗粒并不像石榴籽那样紧密地挨在一起,而是连结成了空间网状结构。这样的空间网状结构存在大量的孔洞,而孔洞中又充斥着液体。在不破坏空间网状结构的前提下,将这些液体抽离,任气体充盈在结构周围,便形成了气凝胶。

气凝胶有什么用?

气凝胶有很多种,如氧化物气凝胶、有机炭气凝胶、碳化物气凝胶、金属气凝胶、多组分气凝胶等。

二氧化硅(SiO2)气凝胶是一种非常好的隔热材料。而且SiO2气凝胶的折射率接近空气,使得太阳光可以轻易地从中穿过。凭借这种隔热透光的特性,SiO2气凝胶已在太阳能利用以及建筑节能等方面有所应用。

全碳气凝胶具有极强的吸附能力,可吸附自身质量最高可达900倍的有机溶剂。而且,它的吸附效率也十分惊人,1g全碳气凝胶每秒钟便能吸附68.8g的有机物。全碳气凝胶的结构韧性也非常优良,即便被数千次压缩至原体积的20%也可迅速复原。

如今,气凝胶已被广泛应用于许多领域,制造出如气凝胶体育器材、气凝胶电池、气凝胶房屋、气凝胶登山鞋等新型产品。不过,要使气凝胶产品走进千家万户,似乎还需要一些时间。相信未来,科学家们会研制出更多性能优异的气凝胶,并推动它们的广泛应用,造福人类生活。