世界上最轻的物体是什么？

如果你走在街上，下班路上或者是遛弯途中，突然接受到一个临时的采访，只有一个问题：“请说出你认为最轻的东西？”你会挠挠脑袋，短暂思索，然后给出自以为正确的答案。如果你是一个耄耋之年的老人，对新鲜的科技鲜有耳闻，也许会说最轻的东西是棉花。如果你是一个刚刚学过物理的初中生，也许会说最轻的东西是静电吸引的尘埃，当然，如果你也学了化学也许会说得更加微观，比如电子或者质子。但严格来说，这些不能算是实物。如果你是个技术宅，关注科技前沿，那么你一定知道，目前世界上最轻的东西是“全碳气凝胶”。

这东西到底有多轻，形容词也许很难表达到位，所以科学家们想到了一个绝佳的展示方法，将一块100立方厘米的“全碳气凝胶”放在一朵正在盛开的花朵上，脆弱的花瓣毫不费力地支撑着这团看上去很重的“庞然大物”。

值得骄傲和自豪的是，这一成果是由我国浙江大学的科学家研究获得的，最早于2013年2月18日在线发表在于材料科学界权威的学术杂志《先进材料》期刊上，并被《自然》（2013年2月28日的第494期）杂志在“研究要闻”栏目中重点配图评论。这两本杂志本身，就是对其成果的一个有力的肯定。

气凝胶的发展研究非常快，2011年，美国HRL实验室、加州大学欧文分校和加州理工学院合作制备了一种镍构成的气凝胶，密度为0.9毫克/立方厘米，创下了当时最轻材料的纪录。过了一年，最轻的世界纪录保持者就由德国科学家制造的一种名为“石墨气凝胶”的材料所刷新，“石墨气凝胶”的密度为每立方厘米0．18毫克。又过了一年，准确地说，仅仅过了三个月，浙江大学所研发的“全碳气凝胶”就以每立方厘米0.16毫克的密度登顶世界最轻的记录。研究人员还为这种“全碳气凝胶”起了一个萌萌哒的名字叫做“碳海绵”，有没有一种想要摸摸的冲动。

也许普通人对于每立方厘米0.16毫克的密度没有概念，下面我们简单做一个对比。在标准大气压下，空气的密度约为每立方厘米1.29毫克。也就是说，这种物质几乎是空气密度的十分之一。“全碳气凝胶”里面的颗粒达到了纳米量级，所以可见光经过它时会发生瑞利散射①，恰似阳光穿透空气一般。因此，如果它里面没有参杂杂质，看上去会和天空发着幽幽的蓝色，这为它赢得一个相当文艺的名称，叫做“蓝烟”。

可以看得出来，不管是“石墨”还是“全碳”，其后缀都是气凝胶，那么，到底什么是气凝胶呢？

简单来说，气凝胶是一种固体物质形态，世界上密度最小的固体。密度为3千克每立方米。气凝胶的种类很多，有硅系，碳系，硫系，金属氧化物系，金属系等等。

气凝胶又称为干凝胶。乍一听，感觉很奇怪，怎么又是“气”又是“干”呢，看上去似乎有些矛盾。当我们深入了解气凝胶的含义之后，就会发现这两个称呼都非常合理。凝胶脱去大部分溶剂，使凝胶中液体含量比固体含量少得多，或凝胶的空间网状结构中充满的介质是气体，外表呈固体状，这即为干凝胶，也称为气凝胶。

气凝胶非常常见，我们的头发和指甲也属于气凝胶的一种。另外，如明胶、阿拉伯胶、硅胶等都属于气凝胶。

看上去这种最轻的东西似乎弱不禁风，但其实，在很多高科技的领域，气凝胶都有着前景可观的应用。

首先，在粒子物理实验中，会使用气凝胶来作为切连科夫效应②的探测器。气凝胶介于液体与气体之低折射系数特性，还有其高透光度与固态的性质，具有传统使用低温液体或是高压空气的作法无可比拟的作用。另外，在航天领域，气凝胶也发挥着不可或缺的作用。气凝胶虽然看似脆弱，实则坚固，最高能承受1400摄氏度的高温。它可以承受相当于自身质量几千倍的压力，在温度达到1200摄氏度时才会熔化。此外它的导热性和折射率也很低，绝缘能力比最好的玻璃纤维还要强39倍。俄罗斯“和平”号空间站和美国“火星探路者”探测器上，都使用了气凝胶材料。

我国所研发的“全碳气凝胶”可任意调节形状，有着超强的弹性和延展性，被压缩80%后仍可恢复原状，已目前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“全碳气凝胶”能吸收250倍左右，最高可达900倍，它对有机溶剂有超快、超高的吸附力。而且“全碳气凝胶”只吸油不吸水，这一特性可用来处理海上原油泄漏事件，把“全碳气凝胶”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。这样，就达到了一举两得的效果。不仅治理了环境污染，又减少了经济损失。

世界上所有的物质都发挥着不同的作用，一座山有一座山的作用，一粒微尘有一粒微尘的作用，不仅仅是那些钢铁机械和混凝土的摩天大楼对人类文明的进步做出着贡献，这些世界上最轻物质的价值也不可忽略。又正如我们每个人都有各自的价值。

① 瑞利散射：一种光学现象，属于散射的一种情况。又称分子散射。粒子尺度远小于入射光波长时（小于波长的十分之一），其各方向上的散射光强度是不一样的，该强度与入射光的波长四次方成反比，这种现象称为瑞利散射。由于瑞利散射的强度与波长四次方成反比，所以太阳光谱中波长较短的蓝紫光比波长较长得红光散射更明显，而短波中又以蓝光能量最大，所以在大气分子的强烈散射作用下，蓝色光被散射至弥漫天空，天空即呈现蔚蓝色。

② 切连科夫效应指的是带电粒子在透明介质中以极高的速度穿过时，会发出一种特殊的光的效应。