一种具备极高强度的可塑性材料。可用于多种强化场合。
以凝胶为源材料,历经大量实验与反复测试诞生的人工材料。即使是在高压力环境中也能保持性质的稳定,在少数高新项目中有着重要地位。
说到凝胶,至少不会那么陌生。
溶胶或溶液中的胶体粒子或高分子在一定条件下互相连接,形成空间网状结构,结构空隙中充满了作为分散介质的液体(在干凝胶中也可以是气体,干凝胶也称为气凝胶),这样一种特殊的分散体系称作凝胶。没有流动性。内部常含有大量液体。例如血凝胶、琼脂的含水量都可达99%以上。[3]常见的硅胶,食用明胶都是凝胶的一种。
由于他提到了高低温抗性,重量轻等等,那很自然的就会联想到现在的新星材料——气凝胶
气凝胶起源于Samuel Kistler教授与同事Charles Learned之间的赌局。Kistler 认为物体之所以呈凝胶状,并非由于它的液体属性而是结构所致:特指纳米微孔网络。要证明这一点其实很简单,即蒸发掉凝胶内部全部的液体,剩下类似海绵蛋糕的结构,最后让空气代替液体填满凝胶间隙。然而凝胶原有的结构并没有被破坏,这也是那次打赌的结果。经过数次实验的失败,Kistler 终于成功地用气体代替液体,创造了一种呈现凝胶结构且不含有任何液体的物质。并于1931年,首次公开他的发现。
气凝胶的制备始于醇凝胶——乙醇填充了其中孔隙,它属于硅系凝胶的一种。实验上通过超临界干燥法得到的气凝胶,这既能完全除去乙醇,还能保持凝胶的初始结构。空气占据气凝胶中50%~99%的体积,因此它才获得如此轻质灵活的特性。
硅系、碳系、金属氧化物系是目前三种最常见的气凝胶种类
其中,硅系气凝胶被广泛用于实验以及实际应用之中。当谈及气凝胶时,大多数情况是在讨论硅系气凝胶。硅系气凝胶外观呈现天蓝色,这是因为白光透过二氧化硅分子时发生了散射,使得硅系气凝胶呈现天蓝色。
和蓝烟状的硅系气凝胶不同,碳系气凝胶呈黑色,触感类似木炭,其在超级电容器、燃料电池以及海水淡化系统等领域有很高的应用价值。
倘若在气凝胶中嵌入铁磁性的四氧化三铁纳米粒子,那么,气凝胶便会带有铁磁性,只需要稍加磁场,气凝胶便可以自行地发生变形,实现了智能可控性和磁驱动性[3]。