销售热线:18013100872 (工作时间周一至周五:9:00-18:00;休息时间请留言或发送邮件)

气凝胶科技

背景介绍
浙江大学高分子系高超教授的课题组制备出了一种超轻气凝胶。它刷新了目前世界上最轻材料的纪录,拥有高弹性和强吸油能力。这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度为每立方厘米0.16毫克(抛出空气密度),仅是空气密度的1/6。 专家介绍,气凝胶是入选吉尼斯世界纪录的最轻的一类物质,因其内部有很多孔隙,充斥着空气,故而得名。 1931年,美国科学家用二氧化硅制得了最早的气凝胶,外号 “凝固的烟”。2011年,美国
约8立方厘米的“碳海绵”
约8立方厘米的“碳海绵”(3张)
 HRL实验室、加州大学欧文分校和加州理工学院合作制备了一种镍构成的气凝胶,密度为0.9毫克/立方厘米,创下了当时最轻材料的纪录。把这种材料放在蒲公英花朵上,柔软的绒毛几乎没有变形。 我国的石墨储备非常丰富,占全世界的2/3。科学研究人员一直在探索石墨高效利用的方法。“把石墨变成石墨烯(一种由碳原子构成的单层片状结构),其价值可以上升数千倍。”高超的课题组经过五六年的探索,制备出了一维的石墨烯纤维和二维的石墨烯薄膜。打算把石墨烯做成三维多孔材料来打破这美国科学家的纪录。 [4] 
  • 制作简便,其形状、尺寸可任意调节
在世界已诞生的成果中,高超课题组制备的“碳海绵”仍是最轻纪录保持者。可达到0.16毫克/立方厘米,低于氦气的密度。
  • 大规模制造成可能
科学家声称,气凝胶的基本制备原理是除去凝胶中的溶剂,让其保留完整的骨架。在以往制备气凝胶的案例中,科学家主要采用溶胶—凝胶法和模板导向法。前者可以批量合成,但是可控性差;后者能产生有序的结构,但依赖于模板的精细结构和尺寸,难以大量制备。
高超课题组另辟蹊径,探索出无模板冷冻干燥法:将溶解了石墨烯和碳纳米管的水溶液在低温下冻干,便获得了“碳海绵”,并且可以任意调节形状,令生产过程更加便捷,也使这种超轻材料的大规模制造和应用成为可能。
  • 性能优越,高弹性、强吸附,应用前景广阔
据专家介绍,“碳海绵”具备高弹性,被压缩80%后仍可恢复原状。它对有机溶剂具有超快、超高的吸附力,是迄今已报道的吸油力最高的材料。现有的吸油产品一般只能吸自身质量10倍左右的液体,而“碳海绵”的吸收量是250倍左右,最高可达900倍,而且只吸油不吸水。“大胃王”吃有机物的速度极快:每克这样的“碳海绵”每秒可以吸收68.8克有机物。 20世纪,实验室正在对这一材料的吸附性能进行进一步的应用性研究。科研人员声称,“碳海绵”还可能成为理想的相变储能保温材料、催化载体、吸音材料以及高效复合材料。不过很难准确预计其应用领域与前景,还得依靠社会以及产业界的想象力,让这个新材料走出实验室,实现应用价值。