中国黑科技再次刷新天下记录 创最轻材料记录
从最巨大的轮船、飞机到最眇小的纳米机器人,从最坚硬到最优柔的材料……人类一贯在努力创造着、冲破着各种天下之最。
2013年,“天下上最轻的材料”这一记录被我国科学家冲破后。

2015年,我国再次刷新记录,制造出0.12毫克每立方厘米的最轻材料。
中国科学家研制出的气凝胶。
凝固的烟
这种天下上最轻的材料叫气凝胶。气凝胶实在并不是最近才有,早在1931年,人们就用二氧化硅制造出了它。气凝胶的内部有很多孔隙,孔隙里面充满空气,以是非常轻。为了形容它的轻,人们还给它取了一个外号——凝固的烟。
2011年,美国科学家以镍材料做出的气凝胶,成为了当时天下上最轻的材料。在真空中,1立方厘米的这种气凝胶只有0.9毫克重,比空气还要轻。
把这种用镍做成的气凝胶放在蒲公英上,优柔的绒毛险些没有变形。
翱翔石墨
然而,作为天下上最轻的材料,它的记录还没保持多久,就被冲破了。
2012年,英国和德国的几位科学家研制出了环球最轻的气凝胶,他们还给这种气凝胶取了一个非常酷的名字,叫作“翱翔石墨”。1立方厘米的“翱翔石墨”只有0.18毫克重。
“翱翔石墨”这种气凝胶不沾水。
超轻“碳海绵”
2013年3月,我国浙江大学的一个研究小组,利用碳纳米管和石墨烯制备出了一种超轻气凝胶,取名为“碳海绵”。它有多轻呢?在真空中,1立方厘米的碳海绵只重0.16毫克,而相同体积普通空气的重量是它的7倍旁边,比同体积的氦气还要轻。
100立方厘米大小的碳海绵“踩”在狗尾巴草上,纤细的绒毛险些没有被压弯。
碳海绵如此的轻,它是怎么做出来的?
在电子显微镜下,可以看到碳海绵里面有大量的碳纳米管和石墨烯,正是这两种物质共同支撑起了那无数个小孔隙。就像大型的运动场馆一样,先用钢筋做支架,再用高强度的薄膜做墙壁。而碳海绵,便是利用碳纳米管做支架,石墨烯做墙壁。
以前,科学家虽然能制备气凝胶,但由于工艺的缘故,难以批量生产。而现在,我国发明的新工艺,可以批量生产碳海绵。
柔弱的几根花蕊就能支撑起碳海绵。
中国科学院上海硅酸盐研究所的研究职员领导的这项研究称,研究职员利用眇小的管状石墨烯构成一个拥有与钻石同等稳定性的蜂窝状构造,从而创造出了这种泡沫状材料。
据悉,石墨烯作为一种具有异乎平凡特性的极薄的碳原子材料,近几年来吸引了研究职员巨大的兴趣。
刊登在《高等材料》周刊最新一期上的研究报告称,这种新材料能够支撑起相称于其自身重量40万倍的物体而不发生波折。
这种材料的强度比同重量的钢材要大207倍,由于其强度大,可以用在防弹衣的内部和坦克的表面作为缓冲垫,以接管来自射弹(如子弹、炮弹、火箭弹等)的冲击力,宣布称有外军的新型军服利用它做为添补材料。
这种石墨烯泡沫可以承受的力度超过每平方英寸1.45万磅——险些相称于在世界海洋最深处美国关岛沿海的马里亚纳海沟约10.9千米深的压力。
这个上海的研究小组称,他们新创造出的这种材料能够承受较之以往宣布的石墨烯材料更大的冲击。
宣布称,这种材料还可以被挤压成其原始大小的约5%,而且依然能够规复其原来的形态,而且纵然这一过程重复1000次还能保持无缺无损。
纤维气凝胶
追求最轻的材料,科学家们没有止步。2015年,我国东华大学的俞建勇院士、丁彬教授带领的纳米纤维研究团队在超轻纤维材料研究上获新成果,他们利用普通纤维膜材料开拓出了一种超轻、超弹的纤维气凝胶,经中国计量认证结果显示,这种纤维气凝胶的固态材料密度仅为0.12毫克每立方厘米。这比我国之前研制的碳海绵还要轻0.04毫克每立方厘米。
我国研制的纤维气凝胶
最轻材料可以用来做什么
一、清理石油污染
气凝胶所采取的材料不同,用场也会不同。像浙江大学研制的那种名叫碳海绵的气凝胶,弹性很好,被压缩80%后还可以恢复原状。它对油具有超快、超高的吸附力,是目前吸油能力最强的材料。现在的吸油产品,一样平常只能接管自身重量10倍旁边的油,而碳海绵的吸油量是它自身重量的250倍,最高可达900倍,神奇的是,碳海绵只吸油不吸水。
二氧化硅气凝胶
二、吸附星际尘埃
处理石油污染只是碳海绵的一个用途,早在1999年,美国航空航天局就利用气凝胶的特性,用它来吸附星际尘埃。
在“星尘号”上,安装有一个气凝胶样品采集器,紧张用来吸附彗星尘埃和星际尘埃。
当“星尘号”探测器穿过彗星尘埃时,彗星尘埃的速率很快,约为6.1千米每秒,这差不多是步枪子弹初速的9倍。如果用常规方法网络这些尘埃粒子,由于过快的冲击速率,彗星尘埃的的形状和化学构造会发生变革,有的乃至会完备被汽化。
为了在网络时不毁坏它们,气凝胶样品采集器利用了硅基固体材料,内部有海绵那样的多孔构造,99.8%的空间被真空添补,当尘埃颗粒撞上气凝胶后,其减速并终极停滞的过程就像飞机在跑道上滑行制动减速一样。
三、隔热和隔音
不才方火焰的烧烤下,上方的的花朵无损,气凝胶表现出了强大的隔热性能。
气凝胶固有的特性使它们还能成为绝好的隔热(保温)和隔音材料。
气凝胶的表面已经变红,而下方的职员无恙
图中的玄色材料也是气凝胶材料,一个人把其顶在头上,上方用火焰喷枪烧烤,可以看到,气凝胶的表面已经变红,而下方职员无恙。
除了成为最空想的保温隔热材料,气凝胶还是很棒的吸音材料。比如我国2015年研制的这种纤维气凝胶,它可以在100-6300Hz宽频段内的高效吸音。
这玩意什么时候可以遍及?用它做家具啥的该多轻,多随意马虎搬啊。
你傻啊,能想象夏日的午后吹着风扇吃着冰棍,去上了个厕所回来,沙发被吹到电视上的美妙画面吗?
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