在人们印象里，世界上最轻的固体是什么？落叶，纸巾，透明胶带，或者极其微小的尘埃。这些固体确实十分轻巧，但是科学正刷新着人们对世界的认知。有一种人造固体，它能承受住℃的高温烘烤，却又轻到连一朵花，一棵小草都不能压弯，还获得过吉尼斯“世界上最轻的固体”称号，它就是气凝胶。气凝胶有哪些特性？它又能在哪些领域使用呢？

气凝胶，又称干凝胶，主要是使用溶胶凝胶法制作。先用溶胶凝胶法制作出具有三维网状结构的凝胶，再用干燥方式使气体取代凝胶里的液相（液相指物质呈均匀的溶液状态，且没有固体和气体）。

气凝胶的密度非常低，仅为3㎏/m3，空气的密度为1.29㎏/m3，相比之下，两者之间几乎密度相当。气凝胶属于纳米级多孔固体材料，它的内部颗粒非常小。当阳光照射在气凝胶上，就像照在了空气上，能轻松穿过，所以气凝胶也被称为“冻结的烟”。

虽然气凝胶和凝胶是两种完全不同的物质，但是它仍然具有某些凝胶的特性，比如离浆作用，膨胀作用。

在二十世纪三十年代初，美国科学家Kistler在吃果冻的时候，对凝聚在一起的果冻来了兴趣。果冻主要由水组成，但是为什么果冻能聚合在一起，就算摇动也不会流出来？于是Kistler进行了一系列研究，之后便发明了气凝胶。

气凝胶主要分为两类：单组分气凝胶和气凝胶复合材料。在气凝胶出现之后，人们虽然发现了这种物质的不凡之处，但是受到复杂的工艺，高昂的成本，以及确实没有实际用处的限制，气凝胶没有受到重视。

虽然是世界上最轻的物质，但是气凝胶可不是脆弱不堪。

首先，非常坚硬。举个例子，一块2克的气凝胶就能够承受住5千克的重量。气凝胶内部有大量的2-5nm之间的聚合粒子，这些聚合粒子又会形成网状结构，而这种三维结构就是气凝胶强大支撑力的重要来源。

其次，极耐高温。气凝胶最多可承受℃的高温烘烤，不仅如此，气凝胶还能承受零下几百度的低温。这主要是因为气凝胶有无穷遮挡效应和无对流效应。

对流效应是指物质的冷热两部分通过循环流动，以达到温度均匀。但是气凝胶的内部孔洞直径小于70nm，空气无法在如此狭小的空间里进行流动，也就无法做到温度传递。综合之下，气凝胶的耐热能力非常强。

最后，优秀的吸附能力。气凝胶的吸附能力主要受到孔隙，表面积两方面影响。前面提到气凝胶内部主要是网状结构，孔隙率高达99.8％。同时，气凝胶的表面积约为m2/g。气凝胶较大的表面积为强大的吸附能力提供了前提，极高的孔隙率能很好地吸收液体物质。

这种结构造就了气凝胶极强的吸附能力。活性炭的吸附能力很强，常被用作吸附工具，但是气凝胶的吸附能力却是活性炭的6倍。

气凝胶又有哪些用处？

第一，制作宇航服。太空环境复杂多变，宇航员在太空作业时随时可能遭遇极高温和极低温的影响，并且由于太空绝大多数地方引力微弱，宇航员难以控制自身前进方向而经常撞上各种太空设备。气凝胶隔热能力强，质地坚硬，能很好解决这些问题。

并且气凝胶密度和空气相当，在宇航服上加上一层气凝胶，几乎不会给宇航员作业带来任何负担。美国宇航局工作人员马克就曾说，这是最有效的保护材料。我国的祝融号火星探测器上也使用了气凝胶。

第二，处理海洋油污。碳海绵（由浙江大学研制）又称全碳气凝胶，由气凝胶加工而来。常见的吸污材料可以吸收自身重量约10倍的污液体，但是碳海绵是一个量的飞跃，它最多可以吸收约为自身重量倍的污液体。它继承了气凝胶吸附力强的特性，能很好地吸收水中污染物。

同时，碳海绵又有海绵的特性，可以进行挤压。当一块碳海绵的吸附量达到上限后，可以挤压之后继续使用。

第三，建筑材料。气凝胶具有很强的抗高温性，把气凝胶用于建筑上，可以有效隔离外界高温和阻止室内温度溢出，让房间达到冬暖夏凉的效果。

由此可见，气凝胶虽小，但却有着大作用，期待气凝胶在未来会有更广泛的用处。