世界上最轻的固体材料,世界最轻的固体是

发布时间:2023-04-11 09:30:06编辑:admin来源:www.tanling.com 当前位置:探灵网 > 灵异事件 >

世界上最轻的材料 仅仅0.1毫克

古代有“轻如鸿毛”来形容东西的重量很轻,但随着现代科技的发展,羽毛已经不算最轻的材料。来自中国浙江大学的科研人员研制出一种比“鸿毛”轻千万倍的材料出来。每立方厘米的重量是016毫克,是世界上最轻的固体材料。和1克的羽毛相比,羽毛称得上是“泰山”,此类材料被称为“碳气凝胶”。全世界最轻的材料的构造像碳海绵,不过它的重量比海绵轻了50倍。科学家演示过,将3厘米左右的全碳气凝胶放在花蕊和蒲公英上,结果纤细的草茎和吹飞的蒲公英没有反应。这款碳气凝胶似乎根本就不存在,没有任何重量被显示出来。这种全碳气凝胶虽然非常轻,但结构却很坚强。它和普通的海绵一样,能够在体积被压缩不到20%的时候迅速复原。经过几千次的压缩,也不会变化,堪比世界上最坚固的材料。此外,全碳气凝胶还有很大的吸油能力,可以吸收比自己质量高900倍的油污,而一般的吸油海绵只能吸收比自己质量的10倍左右。:这款全碳气凝胶的主要原料是石墨,而我国的石墨储备粮很庞大。世界三分之二的石墨都是中国进口。中国科学家一直寻找石墨的高效率利用方法。这款全碳气凝胶的面世,一定会带动我国石墨产业的产业结构优化升级,更好的利用丰富的产业储备,提升国际竞争力。:这款全碳气凝胶的推出不仅能在海上漏油、净化水质、空气污染等方面发挥巨大作用,同时全碳气凝胶具有非常强大的可塑性,在家居装修,增强隔音性能,制作高强度薄膜墙壁等普通生活环境下也能发挥极其优秀的作用。

世界十大新材料之首:气凝胶,可在火星建居民楼,也可制成火星服

你们有幻想过移民火星么?

火星在太阳系里是最像地球的行星,不但有大气层还有水的存在。因此人们对它寄予厚望,期待在未来能够实现移民火星的计划。

但是火星的环境只是相对其它天体来说较好,跟地球比起来还差了许多,甚至连沙漠和极地的环境都不如。

但是有一种新材料为移民火星提供了可能性,不但可以建造火星房提供良好的居住环境,还可以做成火星服,解决人们出行的问题。

这种新材料叫做气凝胶,它独占10多项世界纪录,被权威杂志《科学》评为改变世界的十大新材料之首。

美国专门成立一家公司来生产气凝胶,并且要用它来生产宇航服,让人类登录火星进行探险。美国虽然在地球上称王称霸,但是在 科技 这块儿向来不打马虎眼儿。

气凝胶其实就是类似于果冻一样的固体物质,果冻也叫水凝胶,内部包含着大量的水,把这些水换成空气就成了 气凝胶,也叫干凝胶。

这玩意儿看起来跟果冻也没啥区别,外表就像一块Q弹的凉粉,在阳光下还会发生散射,又像一块蓝色的烟雾。

所以它也被称为“冻结的蓝烟”,听起来就挺浪漫的。但是实际上气凝胶的作用大多了,否则也不会被《科学》评为十大新材料之首。

首先简单了解一下气凝胶的特性

第一是轻, 气凝胶是世界上最轻的固体材料,目前最轻的气凝胶叫做“全碳气凝胶”,密度约为0.16毫克每立方厘米,仅为空气密度的1/6。

第二个就是热绝缘, 由于热传导的介质中,空气的热传导系数最低,再加上纳米级的多孔结构,进一步降低导热系数,它的绝热能力比玻璃还要强上39倍。

而且气凝胶本身也非常耐高温,尤其是硅气凝胶,能够抗住1200度的高温不被融化,让它成为了绝佳的隔热材料和保温材料。

在航空航天领域,气凝胶已经成了不可替代的新材料。

第三就是超强的吸附性了。

这也是因为它的纳米孔隙结构,并且还有超强的抗压性,在短时间内就能恢复原状,所以气凝胶也可以添加到其他材料中,使之成为吸附材料。

当然,气凝胶作为能改变世界的新材料,它的作用肯定远远不止这些, 它从被广泛应用到各行各业,彻底改变人们的衣、住、行。

比如把气凝胶添加到布料上,可以做成轻薄保暖的衣服,优良的隔热性能可以保证体温不会散发出去,加上材料比较轻,让人穿起来更加方便出行。

还有建筑行业,医学、化学化工、电力能源等等行业,都可以用到气凝胶。但是气凝胶的制备难度太大,成本高、产量低,目前来说还没办法大面积普及到民用领域。

比如美国和中国今年登火星的火星车,就用到了气凝胶来保驾护航。

除了要在着陆时保护火星车抵御反推发动机产生的高温,还要抵御火星上的严寒天气,因为电池在低温环境下很容易趴窝。

毕竟任何火星车造价昂贵,而且火星隔着太远,任何一丁点的损伤都会造成火星车报废。

那么用气凝胶就可以在火星上建房子么?

火星地表环境看起来就和地球戈壁滩差不多,唯一的区别就是大气稀薄,氧气含量更是少到可以直接忽略。

大气压只有地球的0.8%,如果人体直接暴露在火星上,压力差会使血液中膨胀沸腾,感到极度不适应。

而且由于大气稀薄,火星的保温效果并不好,白天温度也只有零下20来度,晚上更是低到零下80多度,再加上紫外线辐射,没有专门的火星服,人类还真没办法出行。

有的人可能就要问了,这个环境也不算太差啊,起码比月球好多了, 登录月球用的宇航服不可以直接用么?

还真不可以,因为太笨重了。

美国在阿波罗登月时的宇航服,一套重达180斤,比普通成年男子的体重还重,也就是月球引力小,只有地球的1/6,所以宇航员穿上它还能走动起来。

但是火星的引力大约是月球的两倍,也就相当于这套宇航服火星重量为60斤,别说普通人了,就是专业训练的宇航员也没办法穿着它在长时间走动。

所以移民火星首先得有减重版的宇航服。 轻薄耐用还能隔热保温的气凝胶无疑是最佳选择。

同时还可以利用3D打印技术,把气凝胶应用到建筑材料上,建造出保湿保温并能提供标准大气压的封闭式透明建筑。

火星距离地球十分遥远,大规模移民火星首先要解决能源问题。

其次还需要机器人先一步达到火星改造环境,建立起可提供生存的基地,而最主要的还要解决气凝胶量产化的问题。

总之,人类已经可以登录火星,但是要想移民火星还有很长的一段路要走。另外来说,火星环境甚至比地球最恶劣的基地环境还要糟糕。

如果人类能把这些地方改造好,不管是从成本上来讲,还是从舒适度来说,都比移民火星更有优势。

地球是我们最适合生存的地方,请珍惜和保护我们家园。

世界上最轻的固体材料:密度比空气还小被称凝固烟雾

美国科学家曾经在1931年就发现了比空气密度还低的气凝胶,经过测量得知它的密度仅仅只有每立方米3千克而已,因此之后它就被吉尼斯世界纪录认证为世界上最轻的固体材料,它虽然是固体,但实际上它的整体形态非常像是一团烟雾,会微微的散发淡蓝色,因此也有人将它称之为“蓝烟”。

世界上最轻的固体材料

气凝胶其实也有很多种类型,不过大多密度都不会超过每立方米3千克,其中最低的更是可以达到每立方厘米0.16毫克,相当于空气密度的六分之一,比世界上最轻的鸟类吸蜜蜂鸟还要轻上数十倍,即使是普通的气凝胶也只是比空气密度重上2.75倍而已,因此简直就可以将气凝胶称之为“凝固的烟雾”。

就算是干燥的松木,重量也能达到气凝胶的140倍,要知道松木可是常见木材中最轻的木材了。气凝胶之所以会这么轻,其实就是因为它的内部至少有99.8%都是空气,而其他虽然都是二氧化硅,但它的整体重量也非常的轻,玻璃的密度至少有它的一千多倍,可想而知它到底有多轻。

气凝胶有什么特点

而气凝胶虽然看起来像是一团烟雾,非常的脆弱易碎,但实际上它能够耐受最高1400多度的极高温,曾经科学家做过一个实验,据说将玫瑰放置在气凝胶之上,使用火焰炙烤的时候,玫瑰竟然毫发无伤,因此这也使得它能够在航空领域大有作为,据说它的耐热性能是普通玻璃的20-30倍之多。

并且据研究表明,气凝胶的组成成分和玻璃其实没有太大的差别,也能够透过它看到背后的物体,而且这种气凝胶的优秀特性还不止于此,据说它的抗压能力非常的强,比自身重千倍的力都能够承受,同时它的绝缘性也比玻璃强上至少39倍之多。所以这也就意味着它能够代替玻璃成为更好的轻便耐热材料,被用于航天探测上。

世界上最轻的固体物质,密度仅为0.9毫克/立方厘米

在标准大气压,0℃下,氢气的密度为0.0899g/L

(0.9mg/cm³)÷(0.899mg/cm³)≈1.00111235(倍)

此时,该物质密度大约是氢气密度的1.00111235倍

100立方厘米大小的“碳海绵”“踩”在狗尾巴草上,纤细的草须一点都没有被压弯 图片由浙大提供

本报讯

浙大高分子系高超教授的课题组制造出一种超轻物质,取名“碳海绵”。它是目前世界上已知的最轻固体材料。这一成果被权威科学杂志《自然》在“研究要闻”栏目中重点配图评论(2013年2月28日的第494期404页)。相关论文2月18日在线发表在材料科学界权威的学术杂志《先进材料》(Advanced

Materials)上。

高超教授说,“碳海绵”是一种气凝胶――世界上最轻的一类物质,它的内部有很多孔隙,充满空气。

2011年,美国科学家合作制造了一种镍构成的气凝胶,密度为0.9毫克/立方厘米,是当时最轻的固体材料。把这种材料放在蒲公英花朵上,蒲公英茸毛几乎没变形。

高超课题组这些年一直从事石墨烯宏观材料的研发。他们用石墨烯制造出了气凝胶――“碳海绵”。“碳海绵”每立方厘米重0.16毫克,比氦气还要轻,约是同体积大小氢气重量的两倍。从目前公开的报道看,“碳海绵”是世界上最轻的固体。

在浙大实验室,有不少大小不等的“碳海绵”,大的像网球,小的像酒瓶塞,灰不溜秋,摸上去很有弹性。

高教授说,“碳海绵”可任意调节形状,弹性也很好,被压缩80%后仍可恢复原状。它对有机溶剂有超快、超高的吸附力,是已被报道的吸油力最强的材料。现有吸油产品一般只能吸自身质量10倍左右的液体,而“碳海绵”能吸收250倍左右,最高可达900倍,而且只吸油不吸水。

“碳海绵”这一特性可用来处理海上原油泄漏事件――把“碳海绵”撒在海面上,就能把漏油迅速吸进来,因为有弹性,吸进的油又挤出来回收,碳海绵也可以重新使用。

另外,“碳海绵”还可能成为理想的储能保温材料、催化剂载体及高效复合材料,有广阔前景。

全世界最轻的材料全碳气凝胶,它可以用来做什么

气凝胶最早由美国科学工作者S.Kistler在1931年制得的一种低密度、高孔隙率的纳米多孔材料,早在1993年美国宇航局NASA就将气凝胶应用到航空航天领域。是目前公认热导率最低的固态材料,也是目前最轻的固体;其优异的理化性能打破了十余项吉尼斯世界纪录,被誉为改变21世纪的十大材料之一。由于它的特殊性能被应用到了很多领域。

(1)军事及航空航天领域

与传统绝热材料相比,气凝胶材料可以用更轻的质量、更小的体积达到等效的隔热效果。这一特点使其在航空、航天应用领域具有举足轻重的优势,目前主要应用在太空服的绝缘材料和飞行器隔热等;

(2)工业及建筑绝热领域

在电力、石化、化工、冶金、建材行业以及其他工业领域,热工设备大量存在。其中由于一些设备的特殊部位和环境,受到重量、体积或空间的限制,都需要用到这种高效的超级绝热材料;

(3)太阳能热水器领域

太阳能热水器及其他集热装置的高效保温是进一步提高太阳能装置的能源利用率和其实用性的关键因素。将气凝胶材料应用于热水器的储水箱、管道和集热器等,比现有太阳能集热效率更高,更有效。

由于气凝胶材料的优异性能,已经被应用到了很广泛的领域,那到底这种材料有没有缺点?国内外的科研工作者一直在研究如何将气凝胶更好地应用到日常服装领域,气凝胶本身柔韧性较差、易碎,目前应用到服装领域的气凝胶是将气凝胶颗粒或粉末与无机纤维或有机纤维结合在一起制成气凝胶毡,这种气凝胶复合材料的保暖性很好,但是克重较重,柔韧性较差,而且在使用过程中气凝胶粉末会逐渐的逸出,体验效果不够理想。

而这一“世纪性难题”终于在2018年得到了解决。据资料显示,国内最早开发出来的纺织专用气凝胶复合材料是由疏博纳米研发出来的,解决了气凝胶材料固有的易碎、掉粉等缺陷,最先开发出了颠覆传统的纺织专用气凝胶复合保暖材料,在保留了气凝胶最轻、最隔热的特点同时将气凝胶真正地做到了柔性可穿戴,并联手素湃科技将其应用在服饰中,真正做到了让科技造“服”于人。

世界上最轻的固体是什么?

分类: 教育/科学 科学技术

问题描述:

我要的答案是重量`

最轻的固体是什么`

解析:

美航空航天局制造出了世界上最轻的固体,被吉尼斯世界纪录登记在册。这种材料名为“固态烟”,在正常情况下呈现烟云状,质量超轻。

据称,这种“固态烟”每立方厘米仅重三毫克,是空气质量的99.8%。科学家指出这是一种气凝胶,与玻璃成份相同,将被用于捕捉慧星留下的物质。它在航天发射和太空环境中有着很强的生存能力。

美航空航天局的研究人员称,这种物质将于2004年随“星团”号探测船升入太空,对“狂野2号”慧星实施截取实验。负责航空航天局喷气动力实验室的史蒂芬-琼斯博士发明了这种世界上最轻的固体,并亲自向吉尼斯世界纪录管理机构提交了注册申请。

琼斯说:“世界上不会再有比它更轻的固体了,因为如果质量再轻的话它就不会凝结成胶了,分子之间也不会联结在一起。”“而且它的密度也不能比空气小,每立方厘米不能超过1.2毫克,因为毕竟凝胶是要存在于空气之中的。”

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