气凝胶到底是什么黑科技？

在国际顶级威信学术杂志《科学》第250期中，列出了可以改变天下的十种新材料，而在这些新材料中有一种材料由于其独占多项天下记录，位居十大新材料之首。

这种材料只比等量空气的重量要重一点点，但是却能抵抗1400摄氏度的高温，这频年夜多数金属熔点都要高，全天下的科学家都为它的这些独特性能所吸引，它的名字便是气凝胶。

一定浓度的高分子溶液或溶胶在特定的条件下，粘度就会逐渐增加，末了会失落去液态的流动性，全体形态就会变成一种外不雅观均匀，并保持一定形态的弹性半固体，而这种弹性半固体就被称为凝胶。

像我们小时候都喜好吃的果冻便是常见的一种凝胶，这种凝胶是依赖水和其它液态充满内部后形成的，而在凝胶中充满气体就会变成另一种凝胶，这便是气凝胶。

气凝胶的特点

气凝胶是天下上最轻的固体材料，这也被列入了基尼斯天下记录，因其颜色呈现出淡蓝色，因此也被称为“蓝烟”，也有人将其称为“固体空气”。

在阳光的照射下气凝胶险些透明，重量也非常的轻，气凝胶内部99.8%的是空气，而密度只有同样原材料是二氧化硅玻璃的千分之一，这些很轻的气凝胶只要一抽掉空气密度乃至就会比空气还低。

气凝胶是一种内部有很多空隙的固态物质，里面充满了空气，把它拿在手上看上去就像凝固的烟，非常轻盈，这种材料看起来薄弱不堪，但实在非常的坚固牢固，气凝胶可以承受超过自身重量1000倍的压力。

气凝胶具有纳米级的孔隙，这使得不管是冷空气还是热空气都很难穿透它们，是目前热导率最低的固体材料，因此气凝胶也被用作设备的隔热。

气凝胶发展

虽然说气凝胶是新型材料，但是早在1931年美国科学家就用二氧化硅首先制造出了气凝胶。

在20世纪40年代，气凝胶开始得到运用，有美国公司将气凝胶用作一些牙膏和扮装品的添加剂。

由于当时受到技能和设备的限定，制备气凝胶非常的困难，以是在随后的几十年里气凝胶的发展相对来说便是故步自封的，以至于人们都忘却了这种材料。

20世纪70年代，法国人实验出了气凝胶的快速制备方法，并且在航空航天领域利用，从此很多国家也加快了气凝胶的研发，气凝胶也迎来了快速发展。

到了21世纪随着气凝胶制备技能的成熟，气凝胶开始逐步的家当化，从实验室走出来变成各种高科技产品。

气凝胶的制造过程

气凝胶不但拥有独特的性能，也是最俊秀的材料之一，有特定形状的气凝胶看起来就像全息拍照作品一样，非常的俊秀。

配料

来看看气凝胶是怎么样从各种化学液体，变成这种神奇的固体材料的，制造气凝胶须要的四种质料是，硅酸甲脂，甲醇，浓氨水以及水。
（实验室制造的气凝胶，工业生产跟这个还是有差异的）

将一定量的硅酸甲脂和甲醇倒入底部含有搅拌珠的烧杯中，再将烧杯移到一台能产生旋转磁场的设备上，磁场能让搅拌珠旋转将烧杯中的两种材料搅拌均匀，然后将这种稠浊物倒入装有水，氢氧化铵和甲醇的更大烧杯中，此时一场化学反应就将发生，这些稠浊物会形成凝胶。

入模凝固

但在凝胶形成之前还有做好模具，将稠浊物液体倒入长方形格栅模具中，让其形成凝胶，为防止凝胶在形成中混入其它物质，就须要在几分钟内让化合物迅速凝集，但要变得稳定则须要一天的韶光。

净化杂质

凝胶的孔隙小到肉眼看不到，为了清理凝胶空隙中的杂质，就要反复将凝胶浸入甲醛中让甲醛渗入到凝胶空隙中清理掉杂质，甲醛在侵泡几天后凝胶就净化完成，之后这些凝胶要经由超临界干燥流程，这一步会将凝胶变成气凝胶。

注入二氧化碳

将凝胶放入到高压容器中，通过螺杆封闭容器，以抵御超过标准大气压100倍的压强，将运送液态二氧化碳的软管与高压容器相连，二氧化碳会更换掉溶胶空隙中的甲醛，然后对溶胶进行加热和施压，直到溶胶内部的二氧化碳处于超临界状态，也便是半液态和半气态，这一步是气凝胶制造过程重最关键的步骤。

超临界的二氧化碳从中扩散出来，而且不会导致溶胶的固态框架崩塌，这一过程将凝胶变成了被空气霸占了大部分空间的透明固体，这样气凝胶就制造完成了。

气凝胶的运用

气凝胶被称为可以改变天下的十大型材料之一，而这种神奇的型材料之以是被认为可以改变天下的缘故原由是，气凝胶就如同一种神奇的邪术材料，除了气凝胶本身具有的分外性能外，当把它加入到其它金属，纺织等传统材料中时，传统材料就会被全面加强，从而成为各种高精尖科技的根本，让那些传统材料瞬间就变成可以改变行业的新材料。

气凝胶的诸多优点也让它在很多领域都成为空想的材料，气凝胶在被压缩后仍可恢复原状，这种多孔的构造让它的吸附性能极强，用气凝胶可以吸附水中的杂质和油污，乃至有科学家还用它来吸附水中的铅和水银，是空想的吸附材料。

图片来源：pixabay

气凝胶还能成为空想的隔热和消声材料，运用到飞机潜艇上不但隔热消声效果极佳，还能有效减轻自身重量，节省燃料的同时速率还会更快。

利用气凝胶这种绝热材料制造的消防员防火服，能够在相称长的韶光内隔绝高温，以保护消防员的安全，除此之外气凝胶还可以用于宇航服，抗寒服，日常生活中所利用的网球拍等体育用品，工业以及建筑中的隔热材料，车辆等交通运输材料等等。

拥有既轻便又坚固的分外材料，一贯都是人类的追求，新型气凝胶未来将走进我们生活中的衣食住行，随着气凝胶家当化步伐的加快，未来将在各个行业中起到引领行业变革的巨大浸染，成为促进家当升级的催化剂。

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