前沿科技之超神奇材料氣凝膠

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發(fā)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(dāng)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(guī)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(gòu)成，看上去就像云一樣，有“冷凍煙霧”之美名。其內(nèi)部有無數(shù)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(xué)家發(fā)明，但是一直因為易碎和昂貴等缺點而只是少數(shù)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(xué)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(jì)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(jìn)實驗室發(fā)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(tài)硅化合物首先與能快速蒸發(fā)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(jīng)過加熱和降壓，形成多孔海綿狀結(jié)構(gòu)。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(yīng)用，比如說宇航服隔熱等。在2006年，科學(xué)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(dāng)它們一頭扎進(jìn)氣凝膠中時，就像是陷入了一大團(tuán)爛泥，在滑行相當(dāng)于自身長度200倍的距離后就停了下來。
據(jù)英國每日郵報報道，科學(xué)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(fā)表在《科學(xué)》雜志中一項研究報道中稱，氣凝膠薄片可以承受數(shù)十倍骨骼肌的壓力。一旦它發(fā)生伸展之后，該材料將在當(dāng)前位置被“冷凍成形”。來自美國達(dá)拉斯市德克薩斯州大學(xué)的雷·鮑曼(Ray Baughman)博士稱，這種固態(tài)薄片結(jié)構(gòu)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(xué)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(jié)構(gòu)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(xué)家眼前的一個問題是在設(shè)計中要求該材料較大的置換性和適應(yīng)任何等級的力量，馬登博士指出，可通過增加色帶結(jié)構(gòu)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(xué)》雜志上強調(diào)稱，當(dāng)受力增加時，色帶結(jié)構(gòu)的氣凝膠可作為人造肌肉，我們期望這項技術(shù)可用于醫(yī)學(xué)設(shè)備、機器人制造，甚至用于人體移植。
看來<生化危機><終結(jié)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