神奇的納米氣凝膠是什麼?

氣凝膠是一種具有納米孔隙結構的輕質材料,被科學界譽為“改變世界的神奇材料”。它是由納米尺度的固體骨架構成的一個三維立體網絡,網絡結構間包含著豐富的納米孔隙,孔隙率可以高達99.8%。由於它的骨架結構是納米尺度的,可見光可以從中間穿過,同時會發生瑞利散射,讓最常見的二氧化矽氣凝膠肉眼看上去像是被凍住的藍色煙霧,這和天空呈現藍色的原理是一樣,所以它還有一個很好聽的綽號,叫做“藍煙”。

技術人員展示氣凝膠材料的超輕特性

“氣凝膠有兩個比較顯著的特點。一是重量特別輕,在比較輕柔的花朵、羽毛上都可以放置一大片氣凝膠。這是因為氣凝膠的孔隙率特別高,達99.8%以上,基本由空氣填充,所以賦予瞭氣凝膠特別輕質的性能。二是壁表面積特別大,把10克氣凝膠材料完全鋪展開,它擁有的表面就可以覆蓋一個標準足球場。”李文靜說。

納米氣凝膠是當今世界已知的最輕的固體材料,具有優異的隔熱保溫性能,是航天隔熱材料的“扛把子”。張昊介紹,在空間站的搭建和運行過程中,氣凝膠材料已應用在長征五號系列火箭、天舟一號和二號貨運飛船上。此外,該材料在多種航天裝備上也獲得應用。

“在天舟一號和二號上,我們用氣凝膠制成真空隔熱板,搭載在貨運飛船的低溫冰櫃上,相當於一個隔熱性能和保冷性能特別好的‘超級冰箱’。”李文靜說。

那麼,低溫鎖櫃的用途是什麼?打造出“超級冰箱”的真空隔熱板又是什麼?

劉圓圓介紹,低溫鎖櫃相當於飛行器上的冰箱,用來儲存待運送的航天物資,不管外部環境怎麼變化,都能保證低溫鎖櫃裡物資的溫度保持很低的水平,保證物資的安全性和有效性。

技術人員展示真空隔熱板

真空隔熱板的英文全稱是Vacuum Insulation Panel,首字母連起來正好是“VIP”,它被技術人員戲稱為“VIP板”。其研制原理是通過特殊工藝將現有的氣凝膠材料“真空化”,使其在保持超低密度特性的基礎上,熱導率降低至原來的二分之一,不僅顯著提高隔熱性能,還使其具備良好的隔氣性和耐穿刺性。

Source: m.cnbeta.com