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氣凝膠是世界上最輕的固體材料氣凝膠

來源:熱象納米團(tuán)隊(duì) 日期:2020/1/3 11:14:35 人氣:784

這不是煙,而是一種固體,確切地說是世界上最輕的固體——氣凝膠

氣凝膠是什么?首先我們來重新認(rèn)識(shí)下“凝膠”。

一定濃度的高分子溶液或溶膠,在適當(dāng)條件下,粘度逐漸增大,最后失去流動(dòng)性,整個(gè)體系變成一種外觀均勻,并保持一定形態(tài)的彈性半固體,這種彈性半固體稱為凝膠。

氣凝膠有什么用途?”相信每個(gè)人都會(huì)有這樣的疑問?;卮鹨矔?huì)是各式各樣,“它有著極低的熱導(dǎo)率,可以作為超級(jí)隔熱材料”“它可以用作電極”“它可以用于污染治理”

氣凝膠是世界上最輕的固體材料氣凝膠

總的來講,氣凝膠的性能主要由兩部分貢獻(xiàn):一部分是結(jié)構(gòu),簡單地說就是由多孔性質(zhì)衍生出的性能,比如優(yōu)良的隔熱性能。用火焰隔著氣凝膠對(duì)一朵花進(jìn)行加熱,花朵幾乎沒有任何損傷。此外,某些氣凝膠還表現(xiàn)出優(yōu)異的吸附性能,如“碳海綿”。氣凝膠可以制作成為保溫氈,具有柔軟﹑易裁剪﹑密度小、無機(jī)防火﹑整體疏水、綠色環(huán)保等特性,有望替代玻璃纖維制品、石棉保溫氈、硅酸鹽纖維制品等不環(huán)保、保溫性能差的傳統(tǒng)柔性保溫材料?,F(xiàn)有的吸油產(chǎn)品一般只能吸自身質(zhì)量10倍左右的液體,而“碳海綿”的吸收量是250倍左右,最高可達(dá)900倍。同時(shí),“碳海綿”具備高彈性,被壓縮80%后仍可恢復(fù)原狀。這讓人很容易想到用它來處理海上的漏油,將它們?nèi)鲈诤C嫔希湍馨崖┯脱杆俚匚者M(jìn)來,因?yàn)橛袕椥裕挠湍軌虮粔撼鰜砘厥绽?。有望在治理海上漏油方面發(fā)揮重要作用。

世界上最輕的固體材料氣凝膠

另一部分的性能來源于構(gòu)成氣凝膠骨架的成分處于納米尺度。納米尺度粒子本身具有的某些性能,以氣凝膠的形式存在時(shí),往往會(huì)得到增強(qiáng)。比如鋰電池的電極材料——二氧化錳(MnO2),當(dāng)它以氣凝膠的形式存在時(shí),鋰電池的放電性能得到了大幅度提高。

作為一種誕生于20世紀(jì)初的材料,氣凝膠本不屬于最近發(fā)現(xiàn)的“新材料”,然而其各方面的優(yōu)良特性使其受到廣泛關(guān)注,這種材料的應(yīng)用還需要去不斷研究、探索。

來源:中國科學(xué)院金屬研究所

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