氣凝膠作為世界上最輕的固體,已經入選吉尼斯世界紀錄。美國國家航空航天局開發的壹種新型氣凝膠,密度僅為每立方厘米3毫克,已被正式選為吉尼斯世界紀錄中“世界上密度最低的固體”。
日前,壹座年產能超過1,000立方米的氣凝膠大型產業化工廠在武漢市新洲區正式落成。它將成為中國最大的氣凝膠制造商,約占全球產能的1/8,從而改寫該領域長期由國外公司主導的局面。
氣凝膠是物理世界中最輕、熱導率最低的固體材料,廣泛應用於航空航天、節能環保、國防軍工、石油化工、軌道交通等領域,是各國競相投入研發的新材料。
氣凝膠是壹種通過溶膠-凝膠法形成的納米多孔固體材料,以壹定的幹燥方式用氣體置換凝膠中的液相。如明膠、阿拉伯樹膠、矽膠、頭發、指甲等。氣凝膠還具有凝膠的性質,即溶脹性、觸變性和分離性。
氣凝膠是世界上最輕的固體。
定義:
氣凝膠是世界上密度最低的固體物質。密度是每立方米3公斤。常見的氣凝膠是矽氣凝膠,美國科學家Kistler因為和朋友打賭,在1931年首次制成。氣凝膠有很多種,包括矽、碳、硫、金屬氧化物、金屬等。氣凝膠是組合詞,其中aero是形容詞,表示飛行,gel顯然是凝膠。字面意思是能飛的凝膠。任何物質的凝膠只要能幹燥除去內部溶劑,形狀能保持基本不變,產品孔隙率高,密度低,就可以稱為氣凝膠。
由於密度極低,最輕的氣凝膠每立方厘米只有0.16 mg,略低於空氣的密度,所以又被稱為“凍煙”或“藍煙”。因為裏面的顆粒非常小(納米級),可見光穿過它的時候散射(瑞利散射)比較少,就像太陽光穿過空氣壹樣。所以看起來就像天空壹樣藍(如果沒有摻雜其他東西的話),光看就有點紅。天空是藍色的,而傍晚的天空是紅色的。因為氣凝膠80%以上是空氣,所以隔熱效果非常好。壹英寸厚的氣凝膠相當於20到30塊普通玻璃。即使氣凝膠被放在玫瑰和火焰之間,玫瑰也會保持完整。氣凝膠也被用於太空探索,如俄羅斯的“和平”號空間站和美國的火星探路者號。氣凝膠還被用作粒子物理實驗中切倫科夫效應的探測器。位於高能加速器研究機構B介子工廠的Belle實驗探測器中的壹個名為氣凝膠切倫科夫計數器(ACC)的粒子鑒別器就是最新的應用實例。這種探測器利用了液體和氣體之間的低折射率,以及它的高透射率和固態,優於傳統的使用低溫液體或高壓空氣的方法。同時,它的輕量化也是優點之壹。