作為新一代的材料,氣凝膠一直被標榜為世界上最輕的固體,因為密度極低,目前最輕的氣凝膠僅有0.16毫克每立方厘米,比空氣密度略低,所以也被叫做“凍結(jié)的煙”或“藍煙”。
那么問題來了。既然氣凝膠比空氣還輕,為什么它沒有像氫氣球一樣飄起來呢?也有說氣凝膠是3kg/m³,還有說其他重量的,到底真實的氣凝膠是怎樣的呢?懷著眾多疑問,我們一探究竟。
首先我們要了解氣凝膠的制備工藝,就可以理解為什么它叫氣凝膠以及它是不是膠。濕凝膠經(jīng)超臨界干燥所得到的材料,稱之為氣凝膠。它是從凝膠中萃取掉水分,從而獲得出另一種產(chǎn)品。
一定濃度的高分子溶液或溶膠,在適當條件下,粘度逐漸增大,最后失去流動性,整個體系變成一種外觀均勻,并保持一定形態(tài)的彈性半固體,這種彈性半固體稱為凝膠。
所以說,本質(zhì)上是凝膠,也可以說是高分子,但不會像我們平常所見的膠體一樣的膠。由于氣凝膠內(nèi)富含大量的空氣,所以稱之為氣凝膠。
首先我們要知道氣凝膠按材料分為好多種,有硅系,碳系,硫系,金屬氧化物系,等等,它們的重量是不同的,但確實是比空氣還輕,只是它需要在真空狀態(tài)下,那么他就不能叫氣凝膠了,應(yīng)該叫真空凝膠,因為富含空氣,氣凝膠中99.99%的體積均為空氣,而碳海綿的密度0.16毫克/立方厘米又僅比空氣密度1.205毫克/立方厘米小了一個數(shù)量級,說明圖中充滿空氣的氣凝膠平均密度其實是非常接近于空氣的,在空氣中呈懸浮狀態(tài),不足以產(chǎn)生足夠的升力持續(xù)上浮。
氣凝膠是多孔結(jié)構(gòu)的。中間會充入空氣,就像海綿會吸水一樣。但是海綿不能當浮力材料吧??諝庠?0℃標準大氣壓的密度1.205mg/cm^3,等當量體積的話比空氣輕。
首先我們確定一種品類的氣凝膠,因為不同類別重量是不同的,第二氣凝膠呈現(xiàn)的形態(tài),是粉末還是顆粒,以及計算重量密度的方式,是堆積密度還是表觀密度。
久達科技生產(chǎn)的氣凝膠為sio2氣凝膠,粉末的堆積密度為40~120kg/m³,顆粒的堆積密度為60~120kg/m³。整體感覺就像泡沫聚苯乙烯密度的標準要求是 18-30kg/m³,縮小一倍后的體積。
氣凝膠粉末的粒徑為0.1~1mm,顆粒的粒徑為1~5mm,當粉末傾倒轉(zhuǎn)移時,感覺就如面粉的滑落一樣,但要面粉粒徑要粗,質(zhì)量更輕,傾倒時需要格外注意速度緩慢,以免氣凝膠漂浮空中。
真實的氣凝膠是白色的,當堆積到一定量時會看到淡淡的藍色,絢爛的顏色。