从气凝胶到“飞行石墨”,再到“碳海绵”,科学家们一次一次地刷新着“世界上最轻的材料”的纪录,今天就让我们走进气凝胶,来看看世界上“最轻的材料”吧。
01气凝胶

气凝胶是一种固体物质形态,世界上密度最小的固体。气凝胶作为世界最轻的固体,已入选吉尼斯世界纪录。这种新材料密度仅为79.5千克每立方米,室温导热系数可达0.013瓦/(米.卡尔文)。这种物质看上去像凝固的烟,但它的成分与玻璃相似。由于气凝胶具有极低的密度、高比表面积和高孔隙率,从而表现出独特的光学、热学、声学、及电学性能,这将在众多领域之中都具有广泛的应用前景。2013年,“世界上最轻的材料”这一纪录被我国科学家打破后,2015年,我国再次刷新纪录,制造出0.12毫克每立方厘米的最轻材料。

2011年,美国科学家以镍材料做出的气凝胶,成为了当时世界上最轻的材料。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。
02飞行石墨

然而,作为世界上最轻的材料,它的纪录还没保持多久,就被打破了。英国基尔大学和德国汉堡科技大学的科学家们研制出了迄今为止全球最轻的材料“飞行石墨”(Aerographite),其密度仅为0.2毫克/立方厘米。虽然它看起来像一块黑色不透明的海绵,但却是由99.99%的空气构成。
03碳海棉

科技发展日新月异,在世界最轻材料的排行榜里,“飞行石墨”坐在第一名的位置上,结果它屁股还没坐热,就被另一种新型的气凝胶给挤了下来。
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倍左右,比同体积的氦气还要轻。
密度: 10–900 kg/m³(最轻约10 kg/m³)
结构特征:
- 铝/镍基体中含随机分布的闭孔或开孔(0.1–10 mm)。
- 通过熔体发泡(TiH₂作发泡剂)或粉末冶金法制备。
关键特性: 高比刚度、冲击吸能。
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