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气凝胶是固体还是气体 气凝胶的优点与缺点

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摘要:气凝胶在我们的生活中有着广泛的应用,可作为鞋垫、运动鞋、服装的填充层,轻松解决耐寒问题。气凝胶是固体还是气体?气凝胶是目前所知密度最小的固体材料之一,具有纳米级多孔结构和高孔隙等特点,当可见光穿过时散射较小,看上去像“冻住的烟”。下面来了解下气凝胶的优点与缺点。

一、气凝胶是固体还是气体

气凝胶是一种源自凝胶体的固体,凝胶体的液体成分被空气替代,使得它干燥且多孔。事实上,90%以上的体积为真空,因此气凝胶是世界上最轻的固体材料。其密度比玻璃小1000倍,因此它也是世界上密度最低的固体材料。其紧密分布的粒径特别适合绝热应用,因为气凝胶的导热性能极低、抗剪能力很高且疏水性很强。

二、气凝胶的优点

气凝胶有三个优点:质量轻、隔热强、承受力大。首先它的密度约为玻璃的千分之一,说它是世界最轻的材料一点也不夸张。其次气凝胶几乎能阻止热传递的所有途径,从而达到其他材料无法比拟的绝热效果,最后它可以承受相当于自身质量几千倍的压力。正是由于气凝胶有这么多优点,所以被广泛用于各行各业。比如在航空航天和国防军工领域,气凝胶可以作为飞机机舱的隔热层材料,也可作为核潜艇、蒸汽动力导弹驱逐舰的核反应堆,以及复杂的高温蒸汽锅炉系统的高效隔热材料。

三、气凝胶的缺点

气凝胶的制备需要昂贵的制备成本。而且材料本身超高孔隙率,表现出来了它难以克服的低强度以及低韧性,普通的气凝胶只需要手指便能捏碎。且由于气凝胶的空间网状结构中充满的介质是气体,因此,其结构不稳定。以上陈述的缺点均是制约其广泛应用的瓶颈。

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