气凝胶的结构特征是拥有高通透性的圆筒形多分枝纳米多孔三位网络结构,拥有极高孔洞率、极低的密度、高比表面积、超高孔体积率,其体密度在0.003-0.500 g/cm-3范围内可调。气凝胶初是由S.Kistler命名,由于他采用超临界干燥方法成功制备了二氧化硅气凝胶,故将气凝胶定义为:湿凝胶经超临界干燥所得到的材料,称之为气凝胶。气凝胶,作为世界轻的固体,已入选吉尼斯世界纪录。这种新材料密度仅为3.55千克每立方米,滁州气凝胶,仅为空气密度的2.75倍;干燥的松木密度(500千克每立方米)是它的140倍。
因为密度极低,轻的气凝胶仅有0.16毫克每立方厘米,比空气密度略低,所以也被叫做“***的烟”或“蓝烟”。这个探测器利用的气凝胶的介于液体与气体之低折射系数特性,还有其高透光度与固态的性质,优于传统使用低温液体或是高压空气的作法。其轻量的性质也是优点之一。任何物质的gel只要可以经干燥后除去内部溶剂后,又可基本保持其形状不变,全碳气凝胶,且产物高孔隙率、低密度,则皆可以称之为气凝胶。
气凝胶在航天探测上也有多种用途,在俄罗斯“和平”号空间站和美国“火星探路者”的探测器上都有用到这种材料。气凝胶也在粒子物理实验中,使用来作为切连科夫效应的探测器。在90年代中后期,随着常压干燥技术的出现和发展,90年代中后期普遍接受的气凝胶的定义是:不论采用何种干燥方法,石墨烯气凝胶,只要是将湿凝胶中的液体被气体所取代,同时凝胶的网络结构基本保留不变,这样所得的材料都称为气凝胶。气凝胶在航天中的应用远不止这些,美国***宇航局的“星尘”号飞船正带着它在太空中执行一项十分重要的使命———收集彗星微粒。
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