神奇材料将改变世界

http://www.sina.com.cn 2007年08月29日11:12 青年参考

  本报特约撰稿杨凌

  

  据英国《泰晤士报》20日报道,一种神奇材料能保护你的家不被炸弹摧毁,可以让你远离上千度的高温,甚至可以 帮助人类前往火星。而具有上述神奇功能的新材料,就是世界上最轻的固体——气凝胶。

  养在“深闺”

  今初识

  气凝胶俗称“冷冻烟雾”,呈半透明淡蓝色,密度仅为每立方厘米3毫克(每升3克),是普通玻璃的千分之一。

  它虽属于固体,但99%是由气体构成的,这使得它外观看起来像云一样。它是把硅胶中的水提取出来,然后用二氧 化碳等气体取代水的方法制成的。

  其实,气凝胶问世已经半个多世纪了,它由一位美国化学家于1931年在跟朋友打赌时产生的创意而发明,却一直 养在“深闺”不为人知。早期的气凝胶非常易碎和昂贵,主要在实验室里使用。直到10年前美国宇航局开始对这种物质感兴 趣,它才终于走出了实验室。

  美国宇航局喷气推进实验室发布的报告说,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蒸煮器的仪器中干燥,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,空气比例为99.8%。

  这种新材料看似脆弱不堪,其实非常坚固耐用,最高能承受1400℃的高温。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“

火星探路者”探测器上,都用到了气凝胶材料。

  美国伊利诺斯州埃文斯顿西北大学的化学教授梅科瑞·卡纳茨迪斯说:“这是一种了不起的材料,它拥有人类已知产 品的最小密度,用途却很多,从过滤污水到隔热,甚至是珠宝都用到它。”

  1999年,美国宇航局给其“星尘”号探测器装备了一种塞满气凝胶的

棒球手套,用于捕捉彗星尾部的尘埃。去年 ,该探测器满载尘埃样本返回地球。

  2002年,美国宇航局创立的阿斯彭气凝胶公司生产了一种更坚固、更柔韧的气凝胶。现在它被用来制作人类首次 登上火星时所穿太空服的保温隔热衬里,派宇航员登陆火星预定于2018年进行。该公司的一位资深科学家马克·克拉耶夫 斯基认为,一层18毫米厚的气凝胶足以帮助宇航员抵御-130℃的低温,他说:“它是我们所见过的最棒的隔热材料。”

  

  在爆炸中

  毫发无损

  除此之外,现在还用气凝胶进行未来的防弹住宅和军用车辆装甲的测试。在实验室中,一个涂有6毫米气凝胶的金属 板,在1公斤的炸药爆炸中毫发无损。

  它还有环保的优点,气凝胶被科学家们描述为“终极海绵”,其表面的数百万小孔使其成为在水中吸附污染物的理想 材料。卡纳茨迪斯已经研制出一种新型气凝胶,用于除去水中的铅和水银,以及清理海上的原油泄漏,都能大显身手。

  气凝胶也正走进我们的日常生活。今年初,英国诺丁汉66岁的鲍勃·斯托克尔拥有了一套用气凝胶隔热的房子,他 也因此成为拥有这种房子的第一个英国人。他说:“保温效果大大改善了,这真是一个不可思议的变化。”

  登山者也开始从气凝胶中受益。去年,英国登山者安妮·帕曼特尔穿上带气凝胶鞋垫的靴子爬上珠穆朗玛峰,就连睡 袋也加有这种材料。在山顶的严寒中,她却说:“我惟一的问题就是脚太热,这对一名登山者来说是一个大难题。”


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