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比空气还轻，却能为火星车保驾护航？中国气凝胶材料，到底多牛？
发布时间：
2021-09-06 15:39
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现在中国已经成为世界上继美国之后，第二个实现成功登陆火星的国家，天问一号不仅仅成功着陆火星表面，同时还释放出祝融号火星车，在这一过程中，一款关键材料功不可没，它就是中国自主研制的气凝胶材料，它比空气还轻，却能够为火星车保驾护航，由于密度比空气低，所以这种材料用手一捏就碎，那么它凭啥能够为火星车保驾护航？这种材料到底有多牛？
气凝胶是一种固态物质，同时也是世界上密度最小的固体，每立方米的重量仅为3千克，常见的气凝胶为硅气凝胶，当然还存在碳系，硫系，金属氧化物系，金属系等多种不同类型的产品，由于气凝胶的质量比空气略低，所以它也被称为冻住的烟雾或者蓝烟，同时它内部的颗粒又非常微小，仅为纳米级，所以对可见光的散射作用非常弱，就如同太阳光直接穿过空气一样。
那么这种材料在火星车上能够发挥什么作用呢？虽然气凝胶看似脆弱不堪，但实际上却非常坚固耐用，它可以承受自身质量几千倍的压力，并且只有在温度超过1200摄氏度时才会融化，拥有良好的绝缘性与隔热效果，其绝缘能力甚至比最好的玻璃纤维还要强上39倍，这些物理特性也导致气凝胶成为航天发射中必不可少的关键材料，比如美国航天探测器与俄罗斯和平号空间站，均采用气凝胶来作为隔热绝缘材料，所以出现在中国火星车上，也就不足为怪了。
气凝胶除了可以用来保护火星车车外，美国一家公司甚至还打算用气凝胶来研制火星宇航服，目前世界上只有三个国家具备载人航天实力，但这些国家的航天服清一色比较臃肿，在太空中活动并不方便，如果想要在火星上开展工作，身着厚重的宇航服并不合适，所以美国宇宙局已经打算，让未来登上火星的航天员直接身穿气凝胶宇航服，只需要在宇航服中添加18毫米厚的气凝胶层，就可以让宇航服扛住1300摄氏度的高温以及零下130摄氏度的超低温，绝对是制造宇航服的理想材料。
当然，气凝胶的作用远远不止着一些，作为新型材料，科学家们还考虑让气凝胶在环保方面发挥出积极作用，比如应对大气海洋污染，由于气凝胶表面有大量的小孔，具有良好的吸附作用，所以在面对海洋污染时，就可以用气凝胶制成的吸附装置来处理污染问题，从而保护海洋生态环境，地球上已经发生多起严重的原油泄露事件，几乎每一起原油泄露，都会导致严重的生态灾难，但如果有气凝胶，那么就可以让这些灾难降到最低。
目前人类对气凝胶的研究远远没有结束，除了在尝试研制出更轻的气凝胶材料外，同时也在思考如何大规模制造气凝胶，此前制备气凝胶的主要手段是除去凝胶中的溶剂，然后保留下完整的骨架，这种工艺显然不适合大量制备，所以现在科学家们尝试用无模板的冷冻干燥办法，将溶解了石墨烯和碳纳米管的水溶液在低温下冻干，从而方便制作碳海绵，而且这种技术还可以随意调整形状，让生产过程变得更加快捷，并且也让大规模生产变成了可能。
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