第一次听说气凝胶

你是不是以为它是一种胶黏剂/胶水呢？

其实

它与一般的胶黏剂/胶水关系不大

倒是与我们都熟悉的果冻

有些亲缘关系

气凝胶(Aerogel)最早来源于凝胶(Gel)材料

果冻就是典型的凝胶

气凝胶是通过将凝胶中的液体置换成气体得到的

因此，被称为气凝胶(Aero+gel)

前方密集恐惧者劝退~

放大来看，气凝胶实则布满了成千上万的小孔，呈网状结构。

气凝胶是由纳米孔洞与纳米骨架组成的三维多孔材料

你可以简单地理解为类似于海绵结构

但它与海绵结构本质的区别是

气凝胶的骨架和洞孔都是纳米尺度的

是普通海绵的数万分之一

那么，气凝胶究竟有哪些特点？

有什么作用？

是如何发明的？

有哪些神奇之处？

在这里，凝凝子给各位好奇宝宝分享一个视频

《科普中国·改变世界的30分钟》---航天器的“蝉衣”--气凝胶材料

日前，由中国航天科工集团先进材料科技术领域首席专家、所科技委主任裴雨辰研究员，带着气凝胶材料亮相北京电视台《科普中国·改变世界的30分钟》栏目，为大家上了一节生动有趣的气凝胶科普课。

裴老师通过实验和举例向大家讲解了气凝胶的本质、性能和结构以及气凝胶在中国火星探测领域大显身手。

在展示气凝胶材料卓越的隔热性能时，将气凝胶放在鲜花与火焰枪之间，鲜花在火焰枪的高温下毫发无伤。

由于气凝胶具有很高的孔隙率和比表面积，使它成为吸油的理想材料，裴老师通过油水分离实验，让观众见识到了气凝胶的高吸附能力。

气凝胶是如何发明的？

早在年，美国化学家基斯特勒和他的好友查尔斯打赌：看谁能够做到将果冻状凝胶内的液体换成气体（干燥），同时不改变其固体结构，结果基斯特勒通过酒精的超临界干燥技术完美的解决了这个世界难题，最后成功制备了世界上第一块二氧化硅气凝胶。

有哪些神奇之处？

气凝胶被称为世界上最轻的固体，破15项吉尼斯记录！

1导热系数最低

气凝胶的纳米级微孔洞抑制了气体分子对热传导的贡献，导热系数可低于0.W/(m·K)。通过掺杂的手段，还可进一步降低硅气凝胶的辐射热传导，常温常压下掺碳气凝胶的热导率可低达0.W/(mK)，是目前导热系数最低的固态材料。

2密度最低的固体

气凝胶的密度小于1.5mg/ml，很早就以最轻的固体材料入选吉尼斯世界纪录。近年来，这一纪录还在被不断刷新。

3密度范围最宽

因为组织成分不同及制作工艺的差异，气凝胶密度变化范围非常广——其体密度在0.-0.g/m3范围内可调。这就赋予了气凝胶材料更为广阔的应用空间。

4压缩模量最宽

气凝胶的压缩模量可在6个数量级的范围内变化。如此宽阔的压缩模量变化范围，决定了气凝胶材料的密度可调节性，从而可实现不同密度要求的功能应用。

5孔洞率最高

气凝胶的孔洞率可高达99.9%，表面的无数小孔使其成为了在水中吸附污染物的理想材料。而且，由于具有特别大的比表而积。气凝胶在作为新型催化剂或催化剂的载体方面，亦有着广阔的应用前景。

6孔径最小

气凝胶的孔径一般集中在50nm左右，最小的孔径甚至可小于1nm。纤细的纳米级结构，使气凝胶材料具有极低的热导率，并具有极大的比表面积。

7声传播速度最低

气凝胶声阻抗可变范围较大(-kg/m2·s)，是一种较理想的超声波探测器的声阻耦合材料，如常用声阻匝Zp=1.5×kg/m2·s的压电陶瓷作为超声波的发生器和探测器，而空气的声阻只有kg/m2·s。

8介电常数最低

气凝胶材料的介电常数小于1.，是一种良好的介电材料，应用在燃料电池上降低燃料电池重量的同时将燃料电池的质量功率密度提升三倍。

9声阻抗最高

气凝胶的声阻抗高达kg/m2·s，气凝胶纵向声传播速率极低，而声阻随密度变化范围大，因此，它是一种理想的声阻抗耦合材料。

10折射率最低

因为气凝胶内的空气占比超过99%，所以其具有极低的折射率——可达到1.0，非常接近空气的折射率(1.0)。此项特性已被科学家应用在光学材料上。

11折射率范围最宽

气凝胶的透光性非常好,通过调控气凝胶密度,折射率可在1.-1.24之间连续调节，可用来制作探测器。而且，用气凝胶制备的探测器，结构简单，造价较低。

12最低的杨氏模量

气凝胶的杨氏模量小于N/m2，比相应非孔性玻璃态材料低4个数量级。

13损耗角正切最低

气凝胶具有极低的损耗角正切，其损耗角正切值小于10-4，因此其透波性非常好，是一种良好的透波材料。

14第一次实现从彗星天体取样

人类第一次从彗星上收集彗星微粒，就是使用了“气凝胶手套”。年，“星尘”号飞船带着人类获得的第一批彗星星尘样品返回地球，帮助人类更清楚的了解太阳和行星的历史。

15最不密集的3D打印结构材料。

气凝胶被国际顶级权威学术杂志

《科学》

列为十大热门科学技术之一

并称其为可以改变世界的多功能新材料

目前，气凝胶材料已经在航空航天、工业节能、建筑节能、新能源汽车、轨道交通、消费品电子及纺织品等领域广泛应用，在深冷绝热、LNG储运等领域也有较多的应用场景。