2003-02-16 19:15:27發火

寰宇新知......

幾若「無物」卻耐鎚敲擊的纖維素氣凝膠

  科學家發明了一種新的纖維素氣凝膠,它比煙「多」不了多少,可說是纖細稀薄如「無物」,卻能承受榔頭重擊。

  氣凝膠(aerogel)是一種低密度、高孔隙率的輕質納米非晶固態材料,其孔洞率可高達99.8%以上,有許多微米尺度的微孔隙,孔洞尺寸1~100nm,表面積可達200~1000m★2/g,密度則僅3~500kg/m★3,只比空氣重三倍,是世界上最輕的固體之一,所以又被稱為「凍結了的煙」。

  氣凝膠可以矽砂、金屬、碳等各種原料製成,目前應用上研究最多的是二氧化矽氣凝膠(silica aerogels),但這種氣凝膠的質地易碎,往往手指一碰就碎了,而以纖維素等有機物質製成的氣凝膠則比較強韌。奧克拉荷馬大學的研究人員最近即以提煉自木質紙漿的醋酸纖維(cellulose acetate)為材料,再結合一種類似強化紙張所用的化學方法,製造出比現有纖維素氣凝膠強韌十倍的新氣凝膠。

  這種新式氣凝膠有許多潛在的用途:把氣凝膠中的空氣抽光,就成了一種「固態真空」(solid vacuum),它的隔熱性比最好的玻璃纖維隔熱物質高三十九倍;再加上折射率、熱傳導係數和傳播速度都很低,對氣體具選擇性透過等特性,所以在基礎研究和應用研究上都極受重視,例如:以氣凝膠造的太空船可大幅減低其重量,此外還可應用在冷凍貨櫃運輸、太陽能收集板、雙層真空玻璃窗和其他保溫材料。(Nature, 2001.05.22)

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