【原】05 不可思议的发泡材料-《迷人的材料》

迷

人

的

料

材

A Story of material

滑动解锁回忆

啥也没有，哈哈

今天我们继续讲解《迷人的材料》中的第五种材料：不可思议的发泡材料。

刚看到这一章题目的时候，我还着实兴奋了一把，以为是讲我的老本行-聚氨酯海绵发泡呢：

定睛一看，原来并不是啊，这一章要讲的是一种并不常见，也不常用，却非常神奇的发泡材料-气凝胶。

什么是气凝胶呢？简而言之，它是一种固态的气体。我猜你听到这个的表情可能是这样的：

啥？啥叫固态的气体？是易拉罐装空气售卖品的那个意思吗？当然不是。我们一起来看看气凝胶的发明过程吧。

20世纪30年代，气凝胶由美国人契史特勒发明，缘于他对果冻的兴趣。果冻是什么？果冻是困在固体网格里的液体，两者互相独立却难以分离。后来他把具有这一特征的物质称为“胶体”，例如发胶、高汤和水泥。

后来契史特勒开了一个大脑洞，利用高压釜来加热胶体，使得胶体在压力极大的情况下，内部液体就算超过沸点也不会蒸发，胶体温度提高至临界温度之上，使得气体与液体密度和结构相同，胶体内的液体就会直接变为气体，而胶体的固体结构也得以完好保存，完成了神不知鬼不觉的偷梁换柱。

这不得不说真的是一个天才的主意，但这还不算完。契史特勒想，这种胶体的骨架是明胶，过于脆弱，于是换成了二氧化硅作为固体结构，这样做出来的就是世界上最轻的固体-气凝胶。

这就是由亿万个由二氧化硅框架形成的无数的泡沫联合体啊。他明明是由气体组成，但又的确具备固体的外形。

气凝胶在暗色前会呈现蓝色，这其实是非常神奇的一种现象。我们知道，天空是蓝色，是因为瑞利散射，想实现这种效果需要聚集大量气体，我们在一个房间里是看不见的。但气凝胶因为有数以百亿的微小表面，形成的瑞利散射的量是惊人的，所以它就也呈现出了天空才有的蓝光。

气凝胶也是世界上最优秀的隔热材料。我们知道双层玻璃就是通过在玻璃之间留出空隙来阻止热传导，而气凝胶之间就相当于亿万层的玻璃与空气夹层。

契史特勒把气凝胶的发明专利卖给了孟山都，可惜因为这种材料实在太昂贵了，曲高和寡，最终停产。

气凝胶因为适合作为粒子穿透的物质，而成为物理学家破解次原子世界谜团的好帮手。再后来，气凝胶还是找到了它的应用领域，那就是宇宙飞船的隔热材料，不仅因为它隔热性能卓越，而且非常轻盈。1997年，首次用在了火星探路者号上。

除此之外，美国宇航局又想到了它的另一个可能的用途--捕捉太空尘埃。太空尘埃既微小，且移动快速（时速1.8万公里）。1999年2月7日，星尘号宇宙飞船带着一个涂满气凝胶的巨型球拍飞往外太空，用时七年，航行40亿公里，成功捕捉到了快速穿梭于太空间的星际尘埃和德威二号彗星的尘埃。

现如今，气凝胶还是因其高昂的价格令人望而却步，但人们开发新式气凝胶的脚步从未停下。

X气凝胶就是利用化学反应将刚硬的气凝胶泡沫墙拆了，插入聚合物分子做铰链，增加了气凝胶的弹性。可以做成世界上最轻暖的被子，也可以取代泡棉鞋底，还可以做成可导电的碳气凝胶，以及吸收有毒有害气体的气凝胶。

气凝胶这种材料，是人类天马行空的想象力的产物，它虚无缥缈却又无所遁形，它脆弱渺小却能探索浩渺宇宙。它晶莹璀璨，却又恰似碧洗蓝天。