密度極小的固體──氣凝膠
氣凝膠是一種固體物質形態(tài),世界上密度最小的固體。密度為3kg/每立方米,目前最輕的硅氣凝膠僅有0.16毫克每立方厘米,略低于空氣密度,所以也被叫做“凍結的煙”或“藍煙”。由于里面的顆粒非常小(納米量級),所以可見光經過它時散射較小,就像陽光經過空氣一樣。因此,它也和天空一樣看著發(fā)藍。由于氣凝膠中一般80%以上是空氣,所以有非常好的隔熱效果,一寸厚的氣凝膠相當20至30塊普通玻璃的隔熱功能。即使把氣凝膠放在玫瑰與火焰之間,玫瑰也會絲毫無損。
硅氣凝膠的主要成分和玻璃一樣也是二氧化硅,但因為它99.8%都是空氣,所以密度只有玻璃的千分之一。氣凝膠貌似“弱不禁風”,其實非常堅固耐用。它可以承受相當于自身質量幾千倍的壓力,在溫度達到1200攝氏度時才會熔化。此外它的導熱性和折射率也很低,絕緣能力比最好的玻璃纖維還要強39倍。由于具備這些特性,氣凝膠便成為航天探測中不可替代的材料。
氣凝膠的其他用途:
1.制作火星探險宇航服
2002年,美國宇航局成立了一家公司,專門生產更結實更有韌性的氣凝膠。美國宇航局現在已經確定,在2018年火星探險時,宇航員們將穿上用新型氣凝膠制造的宇航服。該公司的資深科學家馬克·克拉杰沃斯基說,只要在宇航服中加入一個18毫米厚的氣凝膠層,那么它就能幫助宇航員扛住1300℃的高溫和零下130℃的超低溫。“這是我見過的最有效的恒溫材料。”馬克如是說。
2.防彈不怕被炸
防彈是新型氣凝膠的第二個重要用途。美國宇航局的這家公司正在對用氣凝膠建造的住所和軍車進行測試。根據試驗室的試驗情況來看,如果在金屬片上加一層厚約6毫米的氣凝膠,那么,就算炸藥直接炸中,對金屬片也分毫無傷。
3.可處理生態(tài)災難
環(huán)保是新型氣凝膠的第三個重要作用。科學家們將氣凝膠親切地稱為“超級海綿”,因為其表面有成百上千萬的小孔,所以是非常理想的吸附水中污染物的材料。美國科學家新發(fā)明的氣凝膠現在居然能吸出水中的鉛和水銀。據這位科學家稱,這種氣凝膠是處理生態(tài)災難的絕好材料。
4.網球拍擊球能力更強
新型氣凝膠也將步入我們每個人的未來日常生活。比如說美國的Dunlop體育器材公司已經成功研發(fā)了含有氣凝膠的網球拍。這種網球拍據說擊球的能力更強;今年年初,66歲的鮑博·斯托克成為第一個將氣凝膠用于住房的英國人:“保溫加熱的效果非常好,我將空調的溫度下降了5℃,結果室內的溫度仍然非常舒適。”。
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