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密度比空气小,用火烧不烂的最轻固体,中国再创未来质料之王

企业新闻 / 2022-08-01 00:55

本文摘要:人类文明的生长离不开质料的进步,人类最原始的石器时代。其实可以被称为“石木时代”。石头和木头是人类最广泛应用的质料,之后的封建时代,也可以被称为铁器青铜时代,低质量的铁器和青铜,是人们社会运动的基础。 尔后工业革命领导人类走入了钢铁时代,结实的钢铁为人类塑造了繁荣的国家,那么下一个时代会是什么呢?在许多人看来,有这么一个质料或许将成为未来的质料基础,它的名字就叫做“气凝胶”。要说世界上最轻的工具,现在来看应该就是气凝胶了。什么是气凝胶呢?

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人类文明的生长离不开质料的进步,人类最原始的石器时代。其实可以被称为“石木时代”。石头和木头是人类最广泛应用的质料,之后的封建时代,也可以被称为铁器青铜时代,低质量的铁器和青铜,是人们社会运动的基础。

尔后工业革命领导人类走入了钢铁时代,结实的钢铁为人类塑造了繁荣的国家,那么下一个时代会是什么呢?在许多人看来,有这么一个质料或许将成为未来的质料基础,它的名字就叫做“气凝胶”。要说世界上最轻的工具,现在来看应该就是气凝胶了。什么是气凝胶呢?简朴来说它就是一种极为轻便的固体,也是世界上密度最小的固体,和同体积的空气相比,它的密度仅有空气的六分之一。

是通过溶胶凝胶法,用一定的干燥方法,使用气体取代凝胶中的液相,而形成的一种纳米级多孔固态质料。具有凝胶的性质,也有着膨胀的作用,触变作用和离浆作用。

整个固体看上去虽然很大,但实际上内部都是一个一个的孔隙,重量轻到将一块砖头巨细的气凝胶,放在蒲公英花上面,蒲公英也不会有什么变化,因此在它也在当下成为了一种热门的新型质料。而这个工具的生长历史也并不短,是在1931年被美国科学家研制出来后,其时用的质料是二氧化硅,性能方面和今天没法比,但依旧十分轻便。

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因此谁人时代的科学家将它称为凝固的烟,但因为技术设备问题,一直都没有长足的生长。而当气凝胶真正进入人们视野的时候,是在2011年以后,美国加州大学欧文分校,美国HRL实验室和加州理工学院。配合研制出一种用镍制作的气凝胶,密度只有每立方厘米0.9毫克,刷新了世界上最轻质料的记载,一时间引起了惊动。

但这个记载没有维持多久,2012年 英国和德国的科学家配合研制出了一种“石墨气凝胶”是一种以碳为主要质料的气凝胶,质料越发轻便,每立方厘米只有0.18毫克的重量,同时还具有结实和防水,压缩和导电的性能,被媒体誉为是新一代的质料之王。只不外这个记载依旧没有连续多久,因为中国也加入了研制气凝胶的行列之中,2013年浙江大学高分子系高明教授的课题组。就制备了一种“全碳气凝胶”的固态质料,每立方厘米为0.16毫克(抛除空气密度),是空气密度的六分之一,以相同体积来算,比氦气的密度还要低,性能也比德英发现的气凝胶越发先进。

就是在现在也没有国家和机构能够打破中国这个技术的壁垒,而它对中国的作用也特别大,因为它是以石墨作为主要质料,而中国的石墨储量很是富厚,占据了全世界储量的三分之二。如果该质料都以石墨作为基础,那么未来中国,在该领域就会拥有难以想象的优势。那么说了这么久,气凝胶到底有什么用呢?首先它最多作用的偏向,就是航天航空领域,现在在俄罗斯“宁静”空间站,和美国“火星探路者”的探测器上,都使用这种质料,因为它富厚的孔隙,能够防止探测器和星际灰尘的摩擦损耗。

同时它也能够用来制作太空服,气凝胶拥有极佳的防热和抗冻特性,它能够蒙受1400摄氏度的高温,也能够反抗零下180℃的低温。这两个特性,并非就只能应用于太空服,冷藏冷链和消防火灾等领域,同样能够应用到气凝胶。

同时,气凝胶另有压缩和膨胀的作用,能够压缩自身75%以上的体积,也有着隔音降噪的特性。关于这个特性,或许我们可以用来升级许多的装备,就好比枪支的消声工艺,衣裤鞋服的工业升级等等,现在就有推出气凝胶的保温毯,气凝胶玻璃和保温板,用途十分广泛。

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其次,气凝胶还是现在发现最具吸油力的质料。当下的吸油产物,最多只能吸收自身质量10倍左右的液体。

而全碳气凝胶却能够吸收250倍至900倍的油污,只吸油却不吸水还能够重复使用,这对于频繁发生的石油泄漏问题,是一个极为利好的消息。现在十分严重的水污染,气凝胶也有着广泛应用前景,而如果应用到民生领域,这也是极强的去污和去异味产物。

而气凝胶的应用前景是很难一一论述的就现在能查阅到的资料,这种纳米多孔结构的质料,如今已经在航空航天、军用设备、交通运输、修建节能、石油化工、电池储蓄 、船舶车辆、细密仪器、环保 、冰箱冷库、电力冶金和户外服装等领域开始应用。已经被誉为改变世界的十大新型质料之一。

而我们中国不仅仅学术生长快。推广的速度也十分迅速。在2020年9月,气凝胶工业基地已经在重庆合川工业区开始运行投产,在这个领域上我们中国,老早就实现了十分远谋的结构,未来相信也会给我们带来可观的回报。


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