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神奇的固体材料——气凝胶你的位置:首页>行业新闻

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 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。

        什么是凝胶?

        顾名思义,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(溶液中的颗粒<1nm,浊液中的颗粒>100nm)。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?

        我们知道,凝胶中的胶体颗粒早已相互结合,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。

        气凝胶能做什么?

        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)气凝胶是一种较为出色的氧化物气凝胶,它的孔隙率高达80%-99.8%,室温状态下导热效率极低。因此,二氧化硅气凝胶是一种非常好的隔热材料。而且二氧化硅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,二氧化硅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,是浙江大学研制出的一种气凝胶材料。这种材料具有极强的吸附能力,现有吸油产品一般可吸附约自身质量10倍的有机溶剂,而全碳气凝胶却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,1克全碳气凝胶每秒钟便能吸附68.8克的有机物。此外,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。


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