世界上密度最小的固體是什么
世界上有很多微小的東西，那么世界上密度最小的固體又是什么呢?以下百分網(wǎng)小編給大家整理了關(guān)于“世界上密度最小的固體”的資料，希望對(duì)你們有幫助。
世界上密度最小的固體：氣凝膠
氣凝膠是一種固體物質(zhì)形態(tài)，世界上密度最小的固體。密度為3千克/每立方米，目前最輕的硅氣凝膠僅有 0.16 毫克每立方厘米，略低于空氣密度，所以也被叫做“凍結(jié)的煙”或“藍(lán)煙”。由于里面的顆粒非常小(納米量級(jí))，所以可見光經(jīng)過它時(shí)散射較小，就像陽光經(jīng)過空氣一樣。因此，它也和天空一樣看著發(fā)藍(lán)。由于氣凝膠中一般 80% 以上是空氣，所以有非常好的隔熱效果，一寸厚的氣凝膠相當(dāng) 20 至 30 塊普通玻璃的隔熱功能。即使把氣凝膠放在火柴與火焰之間，火柴沒有被點(diǎn)燃。
氣凝膠，作為世界最輕的固體，已入選 吉尼斯世界紀(jì)錄。這種新材料密度僅為3.55千克每立方米，僅為空氣密度的2.75倍;干燥的 松木密度(500千克每立方米)是它的140倍。這種物質(zhì)看上去像凝固的煙，但它的成分與玻璃相似。由于它的密度極小，用于航空航天方面非常合適。
氣凝膠的制備
氣凝膠的制備通常由溶膠凝膠過程和超臨界干燥處理構(gòu)成。在溶膠凝膠過程中，通過控制溶液的水解和縮聚反應(yīng)條件，在溶體內(nèi)形成不同結(jié)構(gòu)的納米團(tuán)簇，團(tuán)簇之間的`相互粘連形成凝膠體，而在凝膠體的固態(tài)骨架周圍則充滿化學(xué)反應(yīng)后剩余的液態(tài)試劑。為了防止凝膠干燥過程中微孔洞內(nèi)的表面張力導(dǎo)致材料結(jié)構(gòu)的破壞，采用超臨界干燥工藝處理，把凝膠置于壓力容器中加溫升壓，使凝膠內(nèi)的液體發(fā)生相變成超臨界態(tài)的流體，氣液界面消失，表面張力不復(fù)存在，此時(shí)將這種 超臨界流體從壓力容器中釋放，即可得到多孔、無序、具有納米量級(jí)連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的低密度氣凝膠材料。
氣凝膠內(nèi)含大量的空氣，典型的孔洞線度在l—l00納米范圍，孔洞率在80%以上，是一種具有納米結(jié)構(gòu)的多孔材料，在力學(xué)、聲學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)等諸方面均顯示其獨(dú)特性質(zhì)。它們明顯不同于孔洞結(jié)構(gòu)在微米和毫米量級(jí)的多孔材料，其纖細(xì)的納米結(jié)構(gòu)使得材料的熱導(dǎo)率極低，具有極大的比表面積.對(duì)光、聲的散射均比傳統(tǒng)的多孔性材料小得多，這些獨(dú)特的性質(zhì)不僅使得該材料在基礎(chǔ)研究中引起人們興趣，而且在許多領(lǐng)域蘊(yùn)藏著廣泛的應(yīng)用前景。
氣凝膠的作用
1.制作火星探險(xiǎn)宇航服
2002 年，美國(guó)宇航局成立了一家公司，專門生產(chǎn)更結(jié)實(shí)更有韌性的氣凝膠。美國(guó)宇航局現(xiàn)在已經(jīng)確定，在 2018 年火星探險(xiǎn)時(shí)，宇航員們將穿上用新型氣凝膠制造的宇航服。該公司的資深科學(xué)家馬克·克拉杰沃斯基說，只要在宇航服中加入一個(gè) 18 毫米厚的氣凝膠層，那么它就能幫助宇航員扛住 1300℃ 的高溫和零下 130℃ 的超低溫。“這是我見過的最有效的恒溫材料。”馬克如是說。
2.防彈不怕被炸
防彈是新型氣凝膠的第二個(gè)重要用途。美國(guó)宇航局的這家公司正在對(duì)用氣凝膠建造的住所和軍車進(jìn)行測(cè)試。根據(jù)試驗(yàn)室的試驗(yàn)情況來看，如果在金屬片上加一層厚約 6 毫米的氣凝膠，那么，就算炸藥直接炸中，對(duì)金屬片也分毫無傷。
3.可處理生態(tài)災(zāi)難
環(huán)保是新型氣凝膠的第三個(gè)重要作用�？茖W(xué)家們將氣凝膠親切地稱為“超級(jí)海綿”，因?yàn)槠浔砻嬗谐砂偕锨f的小孔，所以是非常理想的吸附水中污染物的材料。美國(guó)科學(xué)家新發(fā)明的氣凝膠現(xiàn)在居然能吸出水中的鉛和水銀。據(jù)這位科學(xué)家稱，這種氣凝膠是處理生態(tài)災(zāi)難的絕好材料。
4.網(wǎng)球拍擊球能力更強(qiáng)
新型氣凝膠也將步入我們每個(gè)人的未來日常生活。比如說美國(guó)的 Dunlop 體育器材公司已經(jīng)成功研發(fā)了含有氣凝膠的網(wǎng)球拍。這種網(wǎng)球拍據(jù)說擊球的能力更強(qiáng);今年年初，66 歲的鮑博·斯托克成為第一個(gè)將氣凝膠用于住房的英國(guó)人：“保溫加熱的效果非常好，我將空調(diào)的溫度下降了 5℃，結(jié)果室內(nèi)的溫度仍然非常舒適。”。
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