气凝胶介绍.doc

气凝胶 　　 【英文】aerogel 　　又称为干凝胶。当 HYPERLINK /view/65842.htm \t _blank 凝胶脱去大部分 HYPERLINK /view/62561.htm \t _blank 溶剂，使凝胶中 HYPERLINK /view/115153.htm \t _blank 液体含量比 HYPERLINK /view/115120.htm \t _blank 固体含量少得多，或凝胶的空间网状结构中充满的介质是 HYPERLINK /view/10082.htm \t _blank 气体，外表呈固体状，这即为干凝胶，也称为气凝胶。如 HYPERLINK /view/232149.htm \t _blank 明胶、 HYPERLINK /view/159365.htm \t _blank 阿拉伯胶、 HYPERLINK /view/62656.htm \t _blank 硅胶等。气凝胶也具凝胶的性质，值得注意的是，气凝胶的组成通常是非晶的，例如，致密的石英是晶体，但是二氧化硅气凝胶是非晶的，这有点像是泡沫玻璃。 　　 气凝胶 美国宇航局科学家研制出的一种气凝胶，作为世界最轻的固体，近日正式入选 HYPERLINK /view/760754.htm \t _blank 吉尼斯世界纪录。这种新 HYPERLINK /view/115747.htm \t _blank 材料密度仅为3.55千克每立方米，仅为空气密度的2.75倍；干燥的松木密度（500千克每立方米）是它的140倍。这种物质看上去像凝固的烟，但它的成分与玻璃相似。由于它的密度极小，用于航空航天方面非常合适。 　　美宇航局喷气推进实验室发布的新闻公报说，该实验室琼斯博士研制出的新型气凝胶，主要由纯二氧化硅等组成。在制作过程中，液态硅化合物首先与能快速蒸发的液体溶剂混合，形成凝胶，然后将凝胶放在一种类似加压蒸煮器的仪器（高压釜）中干燥，并经过加热和降压，形成多孔海绵状结构。琼斯博士最终获得的气凝胶中空气比例占到了体积的99.8％。 　　气凝胶因其半透明的色彩和超轻重量，有时也被称为“固态烟”或“冻住的烟”。这种新材料看似脆弱不堪，其实非常坚固耐用，不同成份的气凝胶可以承受不同的温度，常见的氧化硅气凝胶可以在绝对零度到650℃的范围内使用，有些类型的气凝胶最高能承受1400℃的高温。气凝胶的这些特性在航天探测上有多种用途。俄罗斯“和平”号空间站和美国“勇气号”火星探测器上，都用到了气凝胶材料。 　　新入选吉尼斯世界纪录的气凝胶材料，特性比以往有所改进。此前，世界最轻固体的纪录由另一种气凝胶保持，它的密度为每立方厘米5毫克。 气凝胶微观形貌 　　气凝胶：固体也能轻如烟 　　最轻的固体：气凝胶 　　美国国家宇航局研制出的一种新型气凝胶，由于密度只有每立方厘米3毫克，日前已经作为“世界上密度最低的固体”正式入选《吉尼斯世界纪录》。 　　这种气凝胶呈半透明淡蓝色，重量极轻，因此人们也把它称为“固态烟”。 　　新型气凝胶是由美国国家宇航局下属的“喷气推进实验室”材料科学家史蒂芬·琼斯博士研制的。它的主要成分和玻璃一样也是二氧化硅，但因为它99.8％都是空气，所以密度只有玻璃的千分之一。 　　别看这种气凝胶貌似“弱不禁风”，其实非常坚固耐用。它可以承受相当于自身质量几千倍的压力，在温度达到1200℃时才会熔化。此外它的导热性和折射率也很低，热绝缘能力比最好的玻璃纤维还要强39倍。由于具备这些特性，气凝胶便成为航天探测中不可替代的材料，俄罗斯“和平”号空间站和美国“勇气号”火星探测器都用它来进行热绝缘。 　　气凝胶在航天中的应用远不止这些，美国国家宇航局的“星尘”号空间探测器已经带着它在太空中完成了一项十分重要的使命———收集彗星微粒。 星尘号上的气凝胶方阵 科学家认为，彗星微粒中包含着太阳系中最原始、最古老的物质，研究它可以帮助人类更清楚地了解太阳和行星的历史。2006年，“星尘”号飞船将带着人类获得的第一批彗星星尘样品返回地球。 　　但收集彗星星尘并不是件容易的事，它的速度相当于步枪子弹的6倍，尽管体积比沙粒还要小，可是当它以如此高速接触其它物质时，自身的物理和化学组成都有可能发生改变，甚至完全被蒸发。如今科学家有了气凝胶，这个问题就变得很简单了。它就像一个极其柔软的棒球手套，可以轻轻地消减彗星星尘的速度，使它在滑行一段相当于自身长度200倍的距离后慢慢停下来。在进入“气凝胶手套”后，星尘会留下一段胡萝卜状的轨迹，由于气凝胶几乎是透明的，科学家可以按照轨迹轻松地找到这些微粒。 　　化学家打赌时发明气凝胶 　　气凝胶俗称“冷冻烟雾”，将硅胶中的水用有机物提取出来，然后用诸如 HY