从果冻到气凝胶——4月9日科学史上的今天

2018-04-09作者:科学π工作室, 编著编辑:书问阅读



出于对果冻的好奇,美国科学家和化学工程师塞谬尔·基斯勒发明了一种新材料——气凝胶。


气凝胶不但是世界上最轻的材料,还是最好的隔热材料、它能阻断传导、对流和辐射传热方式。气凝胶还具有高弹性,是迄今为止吸附能力最强的物质,它只吸油,不吸水。上述优点,使它在化学、光学、电学、航空、航天技术及生命科学等领域中具有应用前景。


1931年,基斯勒研究发现,锁住果冻水的结构是一个个小型“笼形网格”,也就是胶原蛋白分子。能不能把网格中的水用其他东西取而代之,人工制造出什么新型材料呢?基斯勒琢磨着把“胶体”中的水蒸发出来,经过反复试验,他用“置换法”最终制作了第一块气凝胶,成为新世纪具有发展前途的十大著名新材料之一。


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1931年,基斯勒以“共聚扩散气凝胶与果冻”为题,在《自然》杂志发表论文;他还成功制作二氧化硅气凝胶,成为世界上最轻的固体材料;1937年,他先后成功制作了氧化铝、酒石酸镍、氧化锡、琼脂、三氧化钨、硝化纤维、纤维素和卵白蛋白等气凝胶。


针对硅气凝胶强度差的弱点,研究人员找到了一种新工艺,但由于制备过程更加繁琐,密度也随之加大,众多原因使气凝胶在实用性的开发上裹足不前。


2013年4月9日,中国科学院化学研究所徐坚、赵宁,利用分子设计技术,制备出一种桥式连接的气凝胶材料,由于方法简便、材料性能优异、适于实现规模化生产,为气凝胶在众多领域的实际应用奠定了科学和技术的基础。



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作者科学π工作室 编著
出版清华大学出版社
定价99元
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