
21世紀有一種神奇的材料,它能夠保護你的家園免于炸彈襲擊、去除油井溢油所產生的污染,甚至能幫助人類飛向火星。這種材料就是
氣凝膠,它被認為是世界上最輕的固體,可以經受住1公斤炸藥的爆炸威力,讓你遠離1300攝氏度以上噴燈的高溫。如今,科學家正在加緊開發這種材料的新用途。從下一代網球拍到火星探索宇航員的超級
隔熱太空服的制造,這種材料都將大顯身手。
氣
凝膠有一個昵稱叫做“冷凍煙霧”,它呈現半透明淡藍色。將
硅膠中的水提取出來,再利用諸如二
氧化碳之類的氣體取代水的方法就可以制成氣凝膠了。事實證明,這種材料有很好的隔熱能力,還能吸收像原油一樣的污染物。
美國西北大學的化學教授梅科瑞·卡納茲蒂斯說:“氣凝膠是一種了不起的材料。它擁有人類已知產品的最小
密度,但用途卻很多。我可以看到氣凝膠現在正得到廣泛應用,從過濾污水到隔熱,甚至連珠寶行業也用得著它。”
1931年,一位美國化學家在打賭時發明了氣凝膠,但當時的氣凝膠很容易破碎,制作成本也很高。直到10年前,美國宇航局開始對這種材料感興趣,并將它投入許多實際的應用中去。
1999年,美國宇航局為“星塵”號航天探測器裝備了一種塞滿氣凝膠的棒球手套,他們用這種手套來捕捉彗星尾部的塵埃。去年,“星塵”號航天探測器帶著大量彗星尾部的塵埃樣本返回了地球。
2018年,當美國宇航局首次派宇航員登陸火星的時候,用氣凝膠做隔熱層制成的宇航服將會派上用場。
氣凝膠還具有環保特點,被科學家描述為“終極海綿”,由于表面有數百萬個小孔,它成為在水中吸附污染物的最理想材料。
作為世界上最輕的固體,氣凝膠已經正式被列入吉尼斯世界紀錄。這種材料的主要成分和
玻璃一樣也是二氧化硅,但它的密度僅為每立方厘米3毫克(每升3克),是玻璃的千分之一。
盡管氣凝膠被歸為固體類,但它99%的組成成分是氣體,這使得氣凝膠呈云霧狀。科學家表示,由于有數百萬氣孔和皺褶,一旦把1立方厘米的氣凝膠拆開,它會填滿一個有足球場那么大的地方。氣凝膠中納米大小的氣孔不僅可以像海綿一樣收集各種污染物質,還可以充當氣穴。
氣凝膠也已經在日常生活中被大量應用了。美國鄧祿普運動
設備公司就已經研發出一系列由氣凝膠加固的壁球和網球球拍,這些球拍發球的力度被認為比普通球拍更為強大。
今年上半年,66歲的英國諾丁漢人鮑勃擁有了一套用氣凝膠隔熱的房子,他也因此成為擁有這種房子的第一位英國人。房子的
保溫效果大大改善。
登山者也開始從中獲益。去年,英國登山者安妮·帕曼特爾就穿著有氣凝膠鞋墊的登山靴登上了珠穆朗瑪峰。
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