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最具扩散性的固体是气凝胶,它是通过对常规凝胶进行超临界干燥而产生的。超临界干燥允许从凝胶中提取液体,而不会因毛细管作用而使凝胶基质塌陷。超临界干燥需要高温(705°F,374°C)和压力(219个大气压)。它迫使液体进入与气体或液体(超临界液体)无法区分的状态,然后将其加热并使其转变为气体。通过避免直接的液-气转换,可以防止毛细管作用,与蒸发一样,气凝胶是1931年由史蒂文·基斯特勒发明的,据说是他和朋友打赌谁能在保持果酱体积的同时提取果酱中的液体。带烧杯的科学家气凝胶是一种非同寻常的材料。因其外观而被昵称为"冰冻烟雾",气凝胶具有极强的扩散性,它由99.8%的空气制成。它的密度只有每立方厘米3毫克(每立方米3公斤),是水密度的0.3%。气凝胶的扩散性是铅的3780倍。硅气凝胶是吉尼斯世界纪录中令人难以置信的15个条目中的一个,包括最具扩散性的固体和最好的隔热材料。最近美国宇航局在"星尘"号探测器的任务中用来捕捉"野生2号"彗星的碎片。尽管它的密度很低,但它很容易被处理。它有100纳米的孔,它有巨大的表面积,是超级电容器的理想材料。气凝胶是一种极好的隔热材料,它的薄层可以保护火柴气凝胶是由喷灯点燃的。它的高绝缘性能使它被推荐用于宇航服和军用装甲。气凝胶可以用多种原料制成,包括硅、氧化铝、铬、氧化锡,最近还有碳利用碳纳米管,材料科学家们创造了一种叫做碳纳米泡沫的气凝胶,它的密度只有以前生产的气凝胶的1%,密度只有空气的几倍,碳纳米泡沫确实是扩散最广的固体。
  • 发表于 2020-09-18 09:29
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  • 分类:科学教育

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