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    氣凝膠十五大吉尼斯世界紀錄

    1931年,kistler發明了氣凝膠,問世90多年后,氣凝膠優異的理化性能已打破15項吉尼斯世界紀錄。
    1、最低的導熱系數

    氣凝膠的納米級微孔洞抑制了氣體分子對熱傳導的貢獻,導熱系數可低于0.016W/(m·K)。通過摻雜的手段,還可進一步降低硅氣凝膠的輻射熱傳導,常溫常壓下摻碳氣凝膠的熱導率可低達0.013W/(m·K),是目前導熱系數最低的固態材料。


    2、最低密度

    氣凝膠很早就作為最輕的固體材料入選吉尼斯世界紀錄。近年來,這一紀錄還在被不斷刷新。2015年,東華大學俞建勇院士、丁彬教授帶領的納米纖維研究團隊,利用普通纖維膜材料開發出了一種超輕、超彈的纖維氣凝膠,經中國計量認證結果顯示,這種纖維氣凝膠的固態材料密度僅為0.12毫克/立方厘米,大約為空氣密度的1/10。


    3、最寬的密度范圍
    因為組織成分不同、制作工藝差異,氣凝膠的密度變化范圍非常之廣——其體密度在0.0012-0.500g/m3范圍內可調。這就賦予了氣凝膠材料更為廣闊的應用空間。
    4、最寬的壓縮模量
    氣凝膠的壓縮模量可在6個數量級的范圍內變化。如此寬闊的壓縮模量變化范圍,決定了氣凝膠材料的密度可調節性,從而可實現不同密度要求的功能應用。
    5、最小的孔徑

    氣凝膠的孔徑一般集中在50nm左右,最小的孔徑甚至可小于1nm。纖細的納米級結構,使氣凝膠材料的熱導率極低,并具有極大的比表面積。


    6、最高的孔洞率

    氣凝膠的孔洞率可高達99.9%,表面的無數小孔使其成為了在水中吸附污染物的理想材料。而且,由于具有特別大的比表而積。氣凝膠在作為新型催化劑或催化劑的載體方面,亦有著廣闊的應用前景。


    7、最低的聲傳播速度
    氣凝膠多孔的網絡結構使其具有超低的密度,因而使得聲波在氣凝膠內的傳播速度與一般固態物質相比慢很多。聲波在氣凝膠內的傳播速度可低至70m/s。
    8、最高的聲阻抗
    氣凝膠的聲阻抗高達106kg/m2·s,氣凝膠的縱向聲傳播速率極低,而聲阻隨密度變化范圍大,因此,它是一種理想的聲阻抗耦合材料。
    9、最低的介電常數
    氣凝膠材料的介電常數小于1.003,是一種良好的介電材料,可以降低集成電路的漏電電流,降低導線之間的電容效應,降低集成電路發熱等。
    10、最低的折射率

    因為氣凝膠內空氣的占比率極高,所以其具有極低的折射率——可達到1.0003,非常接近空氣的折射率(1.0)。這項特性已被科學家應用在光學材料上。


    11、最寬的折射率范圍
    氣凝膠的透光性非常好,通過調控氣凝膠密度,折射率可在1.0003-1.24之間連續調節,可用來制作探測器。
    12、最低的損耗角正切

    氣凝膠具有極低的損耗角正切,其損耗角正切值小于10-4,因此其透波性非常好,是一種良好的透波材料。


    13、最低的楊氏模量

    氣凝膠的楊氏模量小于106N/m2,比相應非孔性玻璃態材料低4個數量級。


    14、從彗星返回的第一個樣本

    人類第一次從彗星收集到樣本,就是使用了“氣凝膠手套”。這份珍貴的材料于2006年1月15日返回地球,該樣品來自2號彗星,目前,科學家們正在分析、了解這一原始冰體的化學組成。


    15、密度最小的3D打印結構

    三名由堪薩斯州立大學和布法羅大學、紐約州立大學(均為美國)和哈爾濱工業大學(中國)的研究人員于2016 年 2 月來自不同大學的材料工程師開發的3D打印石墨烯氣凝膠,已被吉尼斯世界紀錄評為“密度最小的3D打印結構”,其密度僅為 0.5 mg/cm3。


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