星期二, 八月 21, 2007

气凝胶(Aerogel)-"frozen smoke"

一种神奇的材料,能够保护你远离爆炸冲击波的威胁,抹去泄漏的石油,甚至能帮助人类踏上火星。这就是气凝胶(Aerogel),世界上最轻的固体之一,其中空气比例占到了 99%以上,因此有个绰号叫“固体烟(frozen smoke)”。它能够承受1公斤炸药的冲击,抵挡1300度以上的高温,能像海绵那样吸收污染物。科学家正在开发气凝胶的新应用,从网球拍到超级隔热的太空服。

最轻的固体:气凝胶

  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摄氏度时才会熔化。此外它的导热性和折射率也很低,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“火星探路者”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”号飞船正带着它在太空中执行一项十分重要的使命———收集彗星微粒。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。
相关链接:
http://science.solidot.org/article.pl?sid=07/08/20/0943254&from=rss
http://baike.baidu.com/view/270440.htm

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