科学家发明世上最轻神奇固体材料

2009年04月17日  |  22:44分类:关于现在  |  标签:  |  1,270 次浏览

气凝胶是世界最轻的固体材料

      据国外媒体报道,一种材料可以避免你的房屋遭受炸弹袭击,可以吸收溢出的油,甚至该材料还能帮助人类探测火星。它就是被科学家喻为本世纪能够改变世界的物质——气凝胶。

被称为“冰冻烟雾”的气凝胶是本世纪奇迹材料

这种材料就是气凝胶,目前世界上最轻的固体,它能够抵御1公斤炸药的直接爆炸,而且可以承受超过1300摄氏度高温喷射。目前,科学家们正在积极开发该材料新的应用领域,从下一代网球球拍到用于人类登陆火星所穿着的超级绝缘太空服。

预计气凝胶将成为与上世纪神奇材料相提并论,比如:上世纪30年代酚醛塑料、80年代碳纤维和90年代硅树脂。美国西北大学化学教授莫科瑞纳特茨迪斯说,“这是一个非常神奇的材料,它是迄今为止人类生产的密度最低的材料,同时它还有诸多用途,诸如用于过滤污染水质、对超高温度进行绝缘处理以及珠宝行业也使用它。”

 

气凝胶——被科学家喻为可改变世界的神秘物质

气凝胶的应用逐渐溶入人们日常生活

 

人们更习惯称气凝胶为“冰冻烟雾”,它是将硅胶快速萃取水分,紧接着用二氧化碳代替水分。因此,它在极端高温和吸收诸如原油等污染物质方面有显著表现。

 

三大应用领域:太空宇航、防爆装置、除污吸附剂

 

据了解,气凝胶的发明过程富有戏剧色彩,1931年,它是在美国化学家打赌中研制成功的。但是早期产品材料脆弱、价格昂贵,最初仅供实验室研究。几十年之后,美国宇航局意识到该材料的特殊性,对此颇感兴趣,进而气凝胶才逐渐进入应用领域。1999年,美国宇航局“星尘”号太空探测器携载着装满气凝胶的拳击手套进入太空,并计划用气凝胶捕捉彗星尾部尘埃微粒,2006年,“星尘”号满载由气凝胶采集的彗尾尘埃样本回到地球。2002年,由美国宇航局创建的阿斯彭气凝胶公司生产出了更坚固、更韧性的气凝胶。着眼于未来,科学家们正在研制利用气凝胶作为新型太空服的绝缘内衬材料,有助于2018年宇航员首次登陆火星。阿斯彭公司资深科学家马克拉耶维斯基相信一层18毫米厚的气凝胶即能充分保护宇航员抵御零下130摄氏度的极度温度环境,他指出,这是我们所见到的最好的绝缘材料。

气凝胶还用于测试未来防弹住宅和军用装甲车辆,在实验室,一个覆盖6毫米厚气凝胶的金属板在炸药的直接爆炸中竟没有丝毫损坏。此外,它还具有环保特性,被科学家们描绘为“终极海绵”,其表面数百万个小孔是吸收水中污染物质的最佳材料。卡纳特茨迪斯已设计一种新的气凝胶,它能够除去水中的铅和水银,其他型号的气凝胶用于吸附溢出的油。他指出气凝胶可以用于处理一些环境灾难,如:1996年英国彭布鲁克郡米尔福德港72000吨原油泄漏。

 

气凝胶的应用使人们的生活受益匪浅

 

除此之外,人们每天的生活也逐渐溶入了气凝胶的应用,体育装备公司邓禄普现已采用气凝胶研制一系列垒球和网球球拍,该材料加入之后能使球拍击球更有力度。今年初,英国66岁的鲍勃托克尔成为拥有了一套用气凝胶隔热的房子,他也因此成为拥有这种房子的第一位英国人。

 

登山爱好者也体验到了气凝胶的益处,2006年英国登山者安妮曼特尔穿着气凝胶鞋垫登上了珠穆朗玛峰,她的睡袋也填充了气凝胶。科学家们强调指出,因为气凝胶有数百万小孔和皱摺,所以如果将1立方厘米的气凝胶拆开,它会填满一个有足球场大小的地方。它的小孔不仅能像一块海绵一样吸附污染物,还能充当气穴。研究人员认为,一些由铂金制成的气凝胶能用于加速氢的产生。这样的话,气凝胶就能用来生产以氢为基础的燃料。

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