高峰

打賭中誕生

氣凝膠的發(fā)明純屬偶然。1931年，美國(guó)有一位名叫克里斯特勒的化學(xué)家在和別人打賭時(shí)，無(wú)意中發(fā)明了一種物質(zhì)，他把這種新物質(zhì)稱為“冷凍煙霧”。

克里斯特勒首先將普通硅膠的水提出來(lái)，再注入二氧化碳等氣體取代水，結(jié)果產(chǎn)生了這種如夢(mèng)如幻的固體——?dú)饽z。

這種固體的特別之處在于，盡管它是一種固體，但是組成這種固體的大約99%物質(zhì)卻都是氣體。

這種神奇的固體具有抗高溫和吸油污的特性，但由于早期的氣凝膠造價(jià)昂貴而且非常易碎，一直被鎖在實(shí)驗(yàn)室里，成了找不到實(shí)際用途的擺設(shè)。

直到10多年前，美國(guó)國(guó)家航空航天局對(duì)這個(gè)養(yǎng)在深閨無(wú)人識(shí)的物質(zhì)產(chǎn)生了濃厚的興趣，開始探索其更多的實(shí)質(zhì)用途。

世界上最輕的固體

氣凝膠是世界上已知密度最低的人造發(fā)泡物質(zhì)。這種氣凝膠密度僅為3毫克/立方厘米（大約是空氣的3倍），有極高的彈性和表面積，如果展開一盎司（即28.35克）的“凝煙”，可以鋪滿三個(gè)足球場(chǎng)。

“弱不禁風(fēng)”的強(qiáng)者

別看這種氣凝膠貌似“弱不禁風(fēng)”，其實(shí)非常堅(jiān)固耐用。它可以承受相當(dāng)于自身質(zhì)量幾千倍的壓力，在溫度達(dá)到1200℃時(shí)才會(huì)熔化。

氣凝膠的導(dǎo)熱性和折射率也很低，絕緣能力比最好的玻璃纖維還要強(qiáng)39倍。由于具備這些特性，氣凝膠便成為航天探測(cè)中不可替代的材料，俄羅斯“和平號(hào)”空間站和美國(guó)“火星探路者”探測(cè)器都用它來(lái)進(jìn)行熱絕緣。

美國(guó)國(guó)家航空航天局現(xiàn)在已經(jīng)確定，在2018年火星探險(xiǎn)時(shí)，航天員們將穿上用新型氣凝膠制造的航天服。只要在航天服中加入一個(gè)18毫米厚的氣凝膠夾層就足以在低至零下120℃的環(huán)境里保護(hù)航天員。

防彈是新型氣凝膠的第二個(gè)重要用途。美國(guó)國(guó)家航空航天局的一家公司正在對(duì)用氣凝膠建造的住所和軍車進(jìn)行測(cè)試。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)情況來(lái)看，如果在金屬片上加一層厚約6毫米的氣凝膠，那么，就算被炸藥直接炸中，金屬片也毫發(fā)無(wú)損。

環(huán)保衛(wèi)士是新型氣凝膠扮演的第三個(gè)重要角色?？茖W(xué)家將氣凝膠親切地稱為“超級(jí)海綿”，其表面有成百上千萬(wàn)的小孔，是非常理想的吸附水中污染物的材料。美國(guó)科學(xué)家新發(fā)明的氣凝膠現(xiàn)在已經(jīng)能吸出水中的鉛和水銀。

驚人的隔熱材料

在吉尼斯紀(jì)錄中，氣凝膠擁有多達(dá)15個(gè)吉尼斯紀(jì)錄，遠(yuǎn)多于其他材料。由于氣凝膠中99.8%是空隙，使得它看起來(lái)是半透明的。

氣凝膠是一種令人驚奇的隔熱材料和絕緣體。如果你擁有一塊氣凝膠制成的擋板，你就可以很容易抵擋住噴火管對(duì)你的噴射。它既可防冷，又可擋熱。因此，未來(lái)人類能用它在月球上構(gòu)建一個(gè)保暖罩。

氣凝膠“手套”

1999年，美國(guó)國(guó)家航空航天局給其“星塵號(hào)”探測(cè)器裝備了一種塞滿氣凝膠的棒球手套，用于捕捉彗星尾部的塵埃。

科學(xué)家認(rèn)為，彗星微粒中包含著太陽(yáng)系中最原始、最古老的物質(zhì)，研究它可以幫助人類更清楚地了解太陽(yáng)和行星的歷史。但收集彗星星塵并不是件容易的事，它們的速度相當(dāng)于步槍子彈的6倍，盡管體積比沙粒還要小，可是當(dāng)它們以如此高速接觸其他物質(zhì)時(shí)，自身的物理和化學(xué)組成都有可能發(fā)生改變，甚至完全被蒸發(fā)。

不過(guò)，科學(xué)家運(yùn)用氣凝膠，立刻使這個(gè)問(wèn)題就變得簡(jiǎn)單了。氣凝膠就像一個(gè)極其柔軟的棒球手套，可以輕輕地消減彗星星塵的速度，使它們?cè)诨幸欢蜗喈?dāng)于自身長(zhǎng)度200倍的距離后慢慢停下來(lái)。在進(jìn)入氣凝膠“手套”后，星塵會(huì)留下一段胡蘿卜狀的軌跡，由于氣凝膠幾乎是透明的，科學(xué)家可以按照軌跡輕松地找到這些微粒。

走進(jìn)日常生活

氣凝膠也正走進(jìn)我們的日常生活。運(yùn)動(dòng)器材公司鄧祿普已經(jīng)研制出一系列用氣凝膠加固的壁球和網(wǎng)球球拍。據(jù)說(shuō)這種球拍能釋放更大的力量。英國(guó)諾丁漢60多歲的鮑勃·斯托克爾擁有了一套用氣凝膠隔熱的房子，他也因此成為擁有這種房子的第一位英國(guó)人。他說(shuō)：“保溫效果大大提高了，這真是一個(gè)不可思議的變化?！?/p>

登山者也開始從氣凝膠中受益。一位英國(guó)登山者安妮·帕曼特爾登上了珠穆朗瑪峰，在登山過(guò)程中，她使用了配備氣凝膠襯底的登山靴和睡袋。她說(shuō)：“我遇到的惟一麻煩是我的腳總是太熱，作為一個(gè)登山者，我樂(lè)于碰到這種麻煩?！?/p>

不過(guò)，氣凝膠還沒(méi)有征服時(shí)尚界。雨果·鮑斯公司推出了一系列用這種材料制成的冬季夾克，但在消費(fèi)者紛紛抱怨這種衣服太熱之后不得不下架。

氣凝膠的外觀看起來(lái)像云一樣?？茖W(xué)家表示，因?yàn)樗袛?shù)百萬(wàn)個(gè)小孔和皺褶，所以如果把1立方厘米的氣凝膠拆開，它能鋪滿一個(gè)足球場(chǎng)。它的小孔不僅能像海綿一樣吸附污染物，還能充當(dāng)氣穴。研究人員認(rèn)為，一些由鉑金制成的氣凝膠能用于加速氫的產(chǎn)生。這樣的話，氣凝膠就能用來(lái)生產(chǎn)以氫為基礎(chǔ)的燃料。