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真实的气凝胶到底是什么样的?

2018-05-14 18:50:28

   作为新一代的材料,气凝胶一直被标榜为世界上最轻的固体,因为密度极低,目前最轻的气凝胶仅有0.16毫克每立方厘米,比空气密度略低,所以也被叫做“冻结的烟”或“蓝烟”。

  那么问题来了。既然气凝胶比空气还轻,为什么它没有像氢气球一样飘起来呢?也有说气凝胶是3kg/m³,还有说其他重量的,到底真实的气凝胶是怎样的呢?怀着众多疑问,我们一探究竟。

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  气凝胶是胶吗?

  首先我们要了解气凝胶的制备工艺,就可以理解为什么它叫气凝胶以及它是不是胶。湿凝胶经超临界干燥所得到的材料,称之为气凝胶。它是从凝胶中萃取掉水分,从而获得出另一种产品。

  一定浓度的高分子溶液或溶胶,在适当条件下,粘度逐渐增大,最后失去流动性,整个体系变成一种外观均匀,并保持一定形态的弹性半固体,这种弹性半固体称为凝胶。

  所以说,本质上是凝胶,也可以说是高分子,但不会像我们平常所见的胶体一样的胶。由于气凝胶内富含大量的空气,所以称之为气凝胶。

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  气凝胶到底有多重,能不能飘起来?

  首先我们要知道气凝胶按材料分为好多种,有硅系,碳系,硫系,金属氧化物系,等等,它们的重量是不同的,但确实是比空气还轻,只是它需要在真空状态下,那么他就不能叫气凝胶了,应该叫真空凝胶,因为富含空气,气凝胶中99.99%的体积均为空气,而碳海绵的密度0.16毫克/立方厘米又仅比空气密度1.205毫克/立方厘米小了一个数量级,说明图中充满空气的气凝胶平均密度其实是非常接近于空气的,在空气中呈悬浮状态,不足以产生足够的升力持续上浮。

  气凝胶是多孔结构的。中间会充入空气,就像海绵会吸水一样。但是海绵不能当浮力材料吧。空气在20℃标准大气压的密度1.205mg/cm^3,等当量体积的话比空气轻。

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  真实的气凝胶到底有多重?

  首先我们确定一种品类的气凝胶,因为不同类别重量是不同的,第二气凝胶呈现的形态,是粉末还是颗粒,以及计算重量密度的方式,是堆积密度还是表观密度。

  久达科技生产的气凝胶为sio2气凝胶,粉末的堆积密度为40~120kg/m³,颗粒的堆积密度为60~120kg/m³。整体感觉就像泡沫聚苯乙烯密度的标准要求是 18-30kg/m³,缩小一倍后的体积。

  气凝胶粉末的粒径为0.1~1mm,颗粒的粒径为1~5mm,当粉末倾倒转移时,感觉就如面粉的滑落一样,但要面粉粒径要粗,质量更轻,倾倒时需要格外注意速度缓慢,以免气凝胶漂浮空中。

  真实的气凝胶是白色的,当堆积到一定量时会看到淡淡的蓝色,绚烂的颜色。

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