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氣凝膠是世界上最輕的固體材料氣凝膠

來源:熱象納米團隊 日期:2020/1/3 11:14:35 人氣:408

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?首先我們來重新認識下“凝膠”。

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

氣凝膠有什么用途?”相信每個人都會有這樣的疑問?;卮鹨矔歉魇礁鳂?,“它有著極低的熱導率,可以作為超級隔熱材料”“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:一部分是結構,簡單地說就是由多孔性質衍生出的性能,比如優良的隔熱性能。用火焰隔著氣凝膠對一朵花進行加熱,花朵幾乎沒有任何損傷。此外,某些氣凝膠還表現出優異的吸附性能,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、無機防火﹑整體疏水、綠色環保等特性,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保、保溫性能差的傳統柔性保溫材料?,F有的吸油產品一般只能吸自身質量10倍左右的液體,而“碳海綿”的吸收量是250倍左右,最高可達900倍。同時,“碳海綿”具備高彈性,被壓縮80%后仍可恢復原狀。這讓人很容易想到用它來處理海上的漏油,將它們撒在海面上,就能把漏油迅速地吸收進來,因為有彈性,吸的油能夠被壓出來回收利用。有望在治理海上漏油方面發揮重要作用。

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,往往會得到增強。比如鋰電池的電極材料——二氧化錳(MnO2),當它以氣凝膠的形式存在時,鋰電池的放電性能得到了大幅度提高。

作為一種誕生于20世紀初的材料,氣凝膠本不屬于最近發現的“新材料”,然而其各方面的優良特性使其受到廣泛關注,這種材料的應用還需要去不斷研究、探索。

來源:中國科學院金屬研究所

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