比空氣還輕，我國黑科技創造無限可能
中國黑科技再次刷新世界紀錄 創最輕材料記錄
從最巨大的輪船、飛機到最微小的納米機器人，從最堅硬到最柔軟的材料……人類一直在努力創造著、打破著各種世界之最。
2013年，「世界上最輕的材料」這一紀錄被我國科學家打破後。
2015年，我國再次刷新紀錄，製造出0.12毫克每立方厘米的最輕材料。
中國科學家研製出的氣凝膠。
凝固的煙
這種世界上最輕的材料叫氣凝膠。氣凝膠其實並不是最近才有，早在1931年，人們就用二氧化硅製造出了它。氣凝膠的內部有很多孔隙，孔隙裡面充滿空氣，所以非常輕。為了形容它的輕，人們還給它取了一個外號——凝固的煙。
2011年，美國科學家以鎳材料做出的氣凝膠，成為了當時世界上最輕的材料。在真空中，1立方厘米的這種氣凝膠只有0.9毫克重，比空氣還要輕。
把這種用鎳做成的氣凝膠放在蒲公英上，柔軟的絨毛幾乎沒有變形。
飛行石墨
然而，作為世界上最輕的材料，它的紀錄還沒保持多久，就被打破了。
2012年，英國和德國的幾位科學家研製出了全球最輕的氣凝膠，他們還給這種氣凝膠取了一個非常酷的名字，叫作「飛行石墨」。1立方厘米的「飛行石墨」只有0.18毫克重。
「飛行石墨」這種氣凝膠不沾水。
超輕「碳海綿」
2013年3月，我國浙江大學的一個研究小組，利用碳納米管和石墨烯製備出了一種超輕氣凝膠，取名為「碳海綿」。它有多輕呢？在真空中，1立方厘米的碳海綿只重0.16毫克，而相同體積普通空氣的重量是它的7倍左右，比同體積的氦氣還要輕。
100立方厘米大小的碳海綿「踩」在狗尾巴草上，纖細的絨毛幾乎沒有被壓彎。
碳海綿如此的輕，它是怎麼做出來的？
在電子顯微鏡下，可以看到碳海綿裡面有大量的碳納米管和石墨烯，正是這兩種物質共同支撐起了那無數個小孔隙。就像大型的體育場館一樣，先用鋼筋做支架，再用高強度的薄膜做牆壁。而碳海綿，就是利用碳納米管做支架，石墨烯做牆壁。
以前，科學家雖然能製備氣凝膠，但由於工藝的緣故，難以批量生產。而現在，我國發明的新工藝，可以批量生產碳海綿。
柔弱的幾根花蕊就能支撐起碳海綿。
中國科學院上海硅酸鹽研究所的研究人員領導的這項研究稱，研究人員利用細小的管狀石墨烯構成一個擁有與鑽石同等穩定性的蜂窩狀結構，從而創造出了這種泡沫狀材料。
據悉，石墨烯作為一種具有異乎尋常特性的極薄的碳原子材料，近幾年來吸引了研究人員巨大的興趣。
刊登在《高級材料》周刊最新一期上的研究報告稱，這種新材料能夠支撐起相當於其自身重量40萬倍的物體而不發生彎曲。
這種材料的強度比同重量的鋼材要大207倍，因為其強度大，可以用在防彈衣的內部和坦克的表面作為緩衝墊，以吸收來自射彈(如子彈、炮彈、火箭彈等)的衝擊力，報道稱有外軍的新型軍服使用它做為填充材料。
這種石墨烯泡沫可以承受的力度超過每平方英寸1.45萬磅——幾乎相當於在世界海洋最深處美國關島沿海的馬里亞納海溝約10.9千米深的壓力。
這個上海的研究小組稱，他們新創造出的這種材料能夠承受較之以往報道的石墨烯材料更大的衝擊。
報道稱，這種材料還可以被擠壓成其原始大小的約5%，而且依然能夠恢復其原來的形態，而且即使這一過程重複1000次還能保持完好無損。
纖維氣凝膠
追求最輕的材料，科學家們沒有止步。2015年，我國東華大學的俞建勇院士、丁彬教授帶領的納米纖維研究團隊在超輕纖維材料研究上獲新成果，他們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毫克每立方厘米。這比我國之前研製的碳海綿還要輕0.04毫克每立方厘米。
我國研製的纖維氣凝膠
最輕材料可以用來做什麼
一、清理石油污染
氣凝膠所採用的材料不同，用途也會不同。像浙江大學研製的那種名叫碳海綿的氣凝膠，彈性很好，被壓縮80%後還可以恢復原狀。它對油具有超快、超高的吸附力，是目前吸油能力最強的材料。現在的吸油產品，一般只能吸收自身重量10倍左右的油，而碳海綿的吸油量是它自身重量的250倍，最高可達900倍，神奇的是，碳海綿只吸油不吸水。
二氧化硅氣凝膠
二、吸附星際塵埃
處理石油污染只是碳海綿的一個用處，早在1999年，美國航空航天局就利用氣凝膠的特性，用它來吸附星際塵埃。
在「星塵號」上，安裝有一個氣凝膠樣品採集器，主要用來吸附彗星塵埃和星際塵埃。
當「星塵號」探測器穿過彗星塵埃時，彗星塵埃的速度很快，約為6.1千米每秒，這差不多是步槍子彈初速的9倍。如果用常規方法收集這些塵埃粒子，由於過快的衝擊速度，彗星塵埃的的外形和化學結構會發生變化，有的甚至會完全被汽化。
為了在收集時不破壞它們，氣凝膠樣品採集器使用了硅基固體材料，內部有海綿那樣的多孔結構，99.8％的空間被真空填充，當塵埃顆粒撞上氣凝膠後，其減速並最終停止的過程就像飛機在跑道上滑行制動減速一樣。
三、隔熱和隔音
在下方火焰的燒烤下，上方的的花朵無損，氣凝膠表現出了強大的隔熱性能。
氣凝膠固有的特性使它們還能成為絕好的隔熱（保溫）和隔音材料。
氣凝膠的表面已經變紅，而下方的人員無恙
圖中的黑色材料也是氣凝膠材料，一個人把其頂在頭上，上方用火焰噴槍燒烤，可以看到，氣凝膠的表面已經變紅，而下方人員無恙。
除了成為最理想的保溫隔熱材料，氣凝膠還是很棒的吸音材料。比如我國2015年研製的這種纖維氣凝膠，它可以在100-6300Hz寬頻段內的高效吸音。
這玩意什麼時候可以普及？用它做傢具啥的該多輕，多容易搬啊。
你傻啊，能想像夏日的午後吹著風扇吃著冰棍，去上了個廁所回來，沙發被吹到電視上的美妙畫面嗎？
了解更多最新科技資訊，關注微信公眾號：SMELab
請您繼續閱讀更多來自 SMETalk 的精彩文章:
哈佛科學家造出納米晶花，引領建築化學新時代！美國軍方研發用於機械戰士的可植入人腦裝置，稱並不會應用于軍事英國科學家研究出「最黑」黑科技，用來當王尼瑪的頭套太合適了
※量子科技：帶來無限可能
※這個黑科技來讓你的手機不發熱 還能用於太空探索性能比肩金剛石
※性能強悍無比的三輪車，黑科技使它不用上鎖也沒人偷
※有了科技和創新 減脂瘦身也能很輕鬆
※這些黑科技能虛擬食物，讓你吃再多也不胖
※《黑鏡》里那些有可能變為現實的「未來科技」
※張張嘴、動動腰就能控制的黑科技無人機，熊孩子都能輕鬆玩轉
※谷歌設想的黑科技：新屏幕不僅能摺疊，還能撕開
※非法飛行的無人機的絕對剋星，威武的金雕甚至比高科技還要能幹
※中國這項科技太燃爆了 完全可給我們南海不沉航母無限量供應能量
※能睡是福 可以控制夢境的黑科技 讓你睡得更好
※沒有什麼不可能，讓你直呼「這也行」的科技新材料！
※真正黑科技，可彎曲可摺疊的智能手機就要來了？
※這才是真正的黑科技，你的手機可能再也不怕摔了！
※健身黑科技來襲，居然還可以這麼強勢，你造嗎
※骨傳導音樂助眠的黑科技枕頭，智能監測讓你每晚都能睡個好覺
※那些不可或缺的黑高科技＆高逼格智能家電們
※問你怕不怕：霸氣側漏的島國黑科技果然無人能敵啊啊
※眨眨眼就能錄像，隱形眼鏡也變黑科技