前沿科技之超神奇材料氣凝膠

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發表于 2010-1-17 09:38:24 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式

你知道嗎，這個世界存在一種近乎神話的材料：半透明，能耐受1200度的高溫，具備超乎尋常的隔熱、絕緣性能，以及超強的吸附能力，甚至能吸收漂在水面的石油；像鋼鐵一樣硬，可以承受相當于自身重量幾千倍的壓力，同時又輕如空氣，其密度最低可以到3千克/立方米，只比空氣的密度稍大(常規情況下干燥空氣的密度大致為1.29千克/立方米)，是世界上已知密度最小的固體之一——是的，它居然還是種固體！
這種神奇的材料就是氣凝膠。它雖然是固體，但99%是由氣體構成，看上去就像云一樣，有“冷凍煙霧”之美名。其內部有無數小孔和皺摺，即便是把1立方厘米的氣凝膠完全拆開，也能填滿一個足球場。

氣凝膠最早在1931年由一位美國化學家發明，但是一直因為易碎和昂貴等缺點而只是少數實驗室的研究用品。這一狀況在10年前因美國宇航局的介入而得到改善，那時美國宇航局科學家研制出的一種氣凝膠，作為世界最輕的固體，正式入選吉尼斯世界紀錄。這種新材料密度僅為3.55千克每立方米，僅為空氣密度的2.75倍；干燥的松木密度（500千克每立方米）是它的140倍。美宇航局噴氣推進實驗室發布的新聞公報說，該實驗室瓊斯博士研制出的新型氣凝膠，主要由純二氧化硅等組成。在制作過程中，液態硅化合物首先與能快速蒸發的液體溶劑混合，形成凝膠，然后將凝膠放在一種類似加壓蒸煮器的儀器（高壓釜）中干燥，并經過加熱和降壓，形成多孔海綿狀結構。瓊斯博士最終獲得的氣凝膠中空氣比例占到了體積的99.8％。氣凝膠得到一些更為實際的應用，比如說宇航服隔熱等。在2006年，科學家們還成功地利用一個氣凝膠“手套”，在太空中收集到了一些彗星星塵——盡管這些星塵速度是子彈的6倍，但是當它們一頭扎進氣凝膠中時，就像是陷入了一大團爛泥，在滑行相當于自身長度200倍的距離后就停了下來。
據英國每日郵報報道，科學家最新研制出一種具有肌肉作用的氣凝膠，只要充電即可具有超強力量。，可用于建造“肌肉柔韌”卻具有超強力量的機器人。研究人員發表在《科學》雜志中一項研究報道中稱，氣凝膠薄片可以承受數十倍骨骼肌的壓力。一旦它發生伸展之后，該材料將在當前位置被“冷凍成形”。來自美國達拉斯市德克薩斯州大學的雷·鮑曼(Ray Baughman)博士稱，這種固態薄片結構像橡膠，擁有氣體的密度和特殊的強度，它的強度可超過鋼板。加拿大不列顛哥倫比亞大學的工程師約翰·馬登(John Madden)博士指出，這種材料兼具鉆石和橡膠的特性。這種色帶結構的氣凝膠在“縱向伸展”方向上非常不易彎曲，但是它的橫向強度卻比縱向強度弱100萬倍。
　　擺在科學家眼前的一個問題是在設計中要求該材料較大的置換性和適應任何等級的力量，馬登博士指出，可通過增加色帶結構的密度和鄰近纖維之間互相連接來解決這一問題。他在《科學》雜志上強調稱，當受力增加時，色帶結構的氣凝膠可作為人造肌肉，我們期望這項技術可用于醫學設備、機器人制造，甚至用于人體移植。
看來<生化危機><終結者>不是傳說

最后一張圖是一塊2.5公斤的磚頭由一塊2克的氣凝膠支撐著,第一張圖是火焰烤著氣凝膠,而膠上的火柴卻沒燒起來,氣凝膠超強的隔熱性能