因為又軟又藍又透明，它被NASA請去捉星星

每個明星在被星探發現之前，好像都過得特別苦，這傢伙也不例外。

在被請上天去捉星星之前，它曾在牧場里為咩星人趕蒼蠅；它的發明者創造它，最初只是因為對果凍感興趣；由於生來就透明，存在感低，它不得不常年在小地方找些不太光彩的差事……但後來，它卻成了連歐洲核子研究中心和NASA都追著請的紅人，在一次歷時七年的任務中，乘坐宇宙飛船，截獲並帶回威德2號彗星的星塵，為人類揭開天體元素構成、甚至太陽系形成的奧秘。

這就是氣凝膠的坎坷「星」路，收錄在Mark Miodownik的《迷人的材料》一書中。你問我氣凝膠是誰？嗯，它是一塊發泡材料。

大約80年前，一個名叫Kistler的美國人突然對果凍產生了濃厚興趣——為什麼這種膠體幾乎百分百是水分，卻不會散架？經過一番研究，他認為，果凍就像一塊固體監獄，它的鐵柵欄是細到看不清的明膠網格，既讓水無法掙脫，又可以晃動，所以果凍才那麼柔軟而有彈性。也就是說，果凍其實是一種困在固體里的液體。

不過，如果把液體移走，網格是不是依然存在？Kistler又開始像好奇心旺盛的小孩那樣做實驗，先是把液體換成氣體，又把固體網格的材料從膠原蛋白換成二氧化硅，終於合成了一種奇特的物質：二氧化硅氣凝膠。

氣凝膠非常漂亮，在暗色背景下呈現淡淡的藍色，來到亮處卻幾乎消失不見。那是因為這塊幾乎由氣體組成的透明物質，像大氣散射那樣，把短波長的藍光過濾出來。而且，由於99.8%的成分是空氣，所以幾乎沒有重量。手裡拿著一塊氣凝膠，其實就等於握著一大片天空。

手裡拿著一塊氣凝膠，等於握著一大片天空

除此之外，氣凝膠還具有神奇的隔熱效果，就算底下放一盞煤氣燈，上頭放一朵花，幾分鐘後花朵依然芬芳如故。這個原理，和雙層玻璃窗中間那層空氣可以阻擋熱傳導一樣。

完美的隔熱功效

Kistler創造了世界上最輕的固體和最好的絕熱體，他預言，氣凝膠的物理性質太特殊了，它的前途必將一片光明。

然而事與願違，由於生不逢時，造價太高，氣凝膠的求職路異常坎坷。最初它只能去一些小公司，找到一些不太光彩的差事——充當綿羊用防蠅膏的增稠劑什麼的。也就是說，在這份為咩星人趕蒼蠅的活計里，它也只能打打下手。而且，由於有更廉價的替代者，就連這麼一份不起眼的工作也沒保住。而它的創造者Kistler沒等看到氣凝膠出人頭地，便與世長辭。

在低谷里失意徘徊了很久之後，它的特殊性質終於引起了歐洲核子研究中心的注意。這群科學家找上門來，認為氣凝膠將是破解原子世界謎團的絕佳幫手。一旦成功踏進物理學家的實驗室，有了複雜儀器、遠大目標和經費支持，它的名聲一下子水漲船高。緊接著，NASA也聞訊前來，希望它能夠在太空探測任務中為脆弱的儀器阻擋熱量。

1997年，氣凝膠迎來了膠生巔峰。它首次被使用在火星探路者號上，成為宇宙飛船的標準絕熱材料。而且，由於耐受太空飛行的出色表現，被破格提升為一項最新任務的星塵捕手——多年來，NASA一直試圖捕捉太空中極具科研價值的太空塵，卻找不到一種密度極低且透明度極佳的捕捉材料，讓太空塵緩緩減速不會受損，而且方便科學家尋找射入其中的塵土。現在，氣凝膠的出現填補了這一空缺。它捕捉太空塵的力學原理其實跟特技演員跳樓一樣，用內部無數的「泡泡」緩衝塵粒撞擊的衝力。

1999年2月7日，氣凝膠隨星塵號宇宙飛船來到太空，飛向威德2號彗星。經過5年的漫漫旅程，他們於2004年1月捕捉到了這顆直徑5公里的大傢伙，於是星辰號打開活門，伸出一隻塗滿氣凝膠的大球拍，開始執行人類首次的彗星塵埃採集任務。

氣凝膠「球拍」

任務完成後，星辰號啟程回航，在近地軌道上拋出一顆返回艙，將氣凝膠送回大地。JPL的星塵計劃主持人Tom Duxbury激動極了：「這感覺就像父母迎接離家歸來的孩子一樣，他帶回來的答案將足以解開我們太陽系最深邃的謎團。」7年旅程，40億公里航行，氣凝膠載譽而歸，面對一顆早在地球誕生前就已經存在的彗星，完成了其他材料都無法達成的任務：把彗星拋射出的塵埃樣本原封不動地帶回地球。

整個星塵計劃流程圖（原圖鏈接見文末）

不過，在打開裝有氣凝膠的膠囊前，科學家們忐忑不安了好一陣子：萬一太空塵直接穿過氣凝膠，什麼也沒留下，萬一穿越大氣層的時候氣凝膠給震得解體了，萬一太空中根本就沒有什麼星塵……

科學家們：忐忑…小心…

好在，他們都想多了。回到航空航天局的實驗室，打開膠囊，氣凝膠完好無損，僅在表面有一些細小的鑿痕，但那正是太空塵的進入點，證明它出色地完成了任務。不過由於星塵粒太小，肉眼看不到，必須藉助顯微鏡，導致整個工程過於龐大。NASA的科學家們用了很多年都沒找完這些微粒，甚至還搞了一個「在家找星塵」的計劃訓練民眾擔任志願者，使用自家電腦觀察數千張凝膠樣本顯微影像。

射入氣凝膠的星塵，恰似彗星尾跡

凝膠樣本顯微影像

然而，當年送返氣凝膠的星塵號於2011年3月24日用罄燃料，默默飄向了深空。當年的老搭檔就這麼永遠離開了，氣凝膠的光輝歲月是不是也走到了盡頭？

一開始，氣凝膠的走紅令人們爭相效仿，比如有人新研發出彈性極強、可用作紡織原料的X氣凝膠，可以導電的碳氣凝膠，以及可以吸收有毒廢料的氣凝膠。但是由於身價實在高昂，依然沒有幾家公司願意對它進行量產。至今，它依然只能默默待在不為人知的實驗室里，等待被慧眼發現。

這就是氣凝膠坎坷而傳奇的一生。也許多數人一輩子都沒機會見到它，但接觸過他的人永遠也忘不了——那是非常獨特的體驗，因為它幾乎沒有重量，而且那幻影般的藍色，真讓人有抓著一塊天空的錯覺。它不該遭到遺忘或待在粒子加速器里，它的存在本身就值得受人青睞。若要有一種材料來代表人類能仰望天空並思考自身存在，能把岩石遍布的星球化為富饒神奇之地，能探索浩瀚的太陽系卻又不忘自身的柔弱與渺小，如果有一種材料好比藍天，那就是氣凝膠。

【英】馬克·米奧多尼克/著

北京聯合出版公司出版

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