世界上最轻的固体，能承受1200度高温，却连花蕊都压不弯

你知道世界上最轻的固体是什么吗？是棉花还是漫天飞舞的雪花？答案是否定的，目前人类制造出世界上密度最小的固体材料比这些都要轻，它就是神奇的气凝胶。那么，气凝胶究竟是什么？它又有哪些神奇之处呢？

因为密度太小，气凝胶也被叫做“冻住的烟雾”，如果把目前世界上密度最小的气凝胶放置在盛开的鲜花上，即便是花蕊都不会被压弯。那么，科学家又是如何发现这种神奇的物质的呢？

说起气凝胶的发现历史，完全就是由果冻引起的一场巧合。观察果冻的配料表不难发现果冻的主要成分其实就是水，这些水之所以没有流出来，是因为果冻内存在表面张力，在表面张力的作用下这些水分子被牢牢地锁在果冻内部，你有没有想过把果冻里的水全部抽出来果冻会变成什么？

上世纪三十年代，美国科学家吉斯特勒在吃果冻的时候发现了这个问题，在好奇心的驱使下，他开始进行大胆的尝试。最终他成功把硅胶里面的水抽光换成了空气，就这样，世界上第一个真正意义上的气凝胶——二氧化硅气凝胶就这样诞生了。

从气凝胶的诞生过程我们不难看出，所谓的气凝胶其实就是把半固态胶体里面的溶剂给抽干换成空气。这样一来由于内部疏松多孔的结构，这种材料的密度都非常低。最低能有多低呢？

2013年，在冻干技术的帮助下，浙江大学的科学家成功利用含有石墨烯和碳纳米管两种纳米材料的水溶液制备粗目前世界上密度最小的固体物质-全碳气凝胶。这种气凝胶的密度只有0.16mg/cm3,要知道空气的密度是1.29mg/cm3,所以说这种物质的密度比空气还小，连花蕊都压不弯也就不奇怪了。那么，科学家又为什么要研发这么轻的物质呢？

虽说气凝胶非常轻，我们却一点也不能轻视它。它的结构非常坚韧，常规的按压对它的结构几乎不会产生影响，在实验室中，一块重量仅有2克的气凝胶能够轻松的托举起重达2.5千克的砖头。

前面我们说，气凝胶内部非常疏松多孔，这种类似于海绵的结构意味着气凝胶拥有类似于海绵的吸附能力，特别是对于有机污染物和重金属有着非常强的吸附能力。拿石油来说，现有的吸油材料一般只能吸附自身质量10倍左右的石油，但是我国科学家制造的全碳气凝胶却能吸附达到自身重量900倍的石油。将来如果利用这种材料来制造吸附石油的工具，在发生海上石油泄露时，能够有效控制石油的污染面积，降低对环境的破坏。

你可能不知道，在对科技水平要求最高的航空航天领域也有气凝胶的身影。俄罗斯的“和平号“空间站和美国宇航局的”火星探路者“号上面都携带了用这种材料制成的工具，这种柔软又富有韧性的材料在面对高速飞行的彗星颗粒时，能够让这些颗粒的速度慢慢降下来并最终留在气凝胶内部，达到收集太空颗粒的目的，在这些近乎透明的气凝胶中科学家也能够轻松发现这些太空颗粒的身影。

不光是美俄两国在航空航天领域使用气凝胶，我国在进行地外行星探测时，发射的探测器上同样也有气凝胶的身影。要知道，太空特别是火星表面的温差非常大，在飞行器降落火星表面的时候由于与气体的摩擦更是会产生极高的温度，要想研发出能够在这种极端环境下还能正常工作的材料难度可想而知。

在科学家的努力下，我国已经研发出能够在火星表面正常工作的气凝胶材料，不仅能保护探测器降落火星时产生的1200度高温下不会损坏，还能在火星表面零下130度的极端低温环境中对火星车进行有效保护。如今，“祝融号”火星车已经在火星上安全行驶超过100天，行驶距离超过1000米，气凝胶成为了火星车不折不扣的“保护伞”。

在保护探测器的同时，气凝胶极低的密度和重量也让它不至于对天问一号产生太大负担。就拿天问一号上的气凝胶薄膜来说，只需要10克气凝胶，就可以制造出能够覆盖满一整个标准足球场的薄膜，覆盖天问一号的气凝胶质量更是可以忽略不计。

除了在航空航天等高科技领域有气凝胶的身影以外，由于其本身具有良好的保温、隔热效果，在日常生活中也有着非常广阔的应用前景。

在火星表面极端高温的环境下气凝胶都能够正常工作，如果利用气凝胶来制作隔热面料，在火灾发生时，是不是也能保护身处火场的救援人员的安全呢？不久前，来自中国民航大学的科学家就利用气凝胶研制出一款隔热面料，测试发现这种面料远远超过传统消防服对火焰和热的防护能力，对处于火灾中心的救援人员进行有效保护。

除了隔热效果出众以外，气凝胶的保温效果也丝毫不差。

就拿建筑领域来说，传统的墙壁保温材料或多或少都存在着开裂、渗水甚至脱落的问题，有些劣质建筑材料还有可能含有过量的甲醛，危害人体健康。但是如果使用气凝胶来作为室内墙壁的保温材料，这些问题将会被彻底解决。用气凝胶制作的真空绝热板不仅保温效果更好，由于本身质地坚韧加工的过程中不需要使用甲醛，所以不会对人体健康构成危害。同时，本身轻薄的特性也提高了室内的可用面积。

如今，利用不同材料制成的气凝胶已经在通信、储能、土建等各行各业展现出广泛的应用前景。那么，我国的气凝胶产业发展得怎么样了呢？

事实上，早在2010年我国的气凝胶生产企业就已经像雨后春笋一样开始大量涌现，并且开始探索气凝胶在工业设备管道节能、轨道交通车厢以及新能源汽车的安全防护等诸多领域的应用。2017年我国就已经针对气凝胶产品发布了《纳米孔气凝胶复合绝热制品》国家标准，截止2019年我国气凝胶的年产量就已经突破了7.5万立方米，形成了超过10亿的市场规模。

由此可见，在气凝胶这一新型材料的研究应用方面，中国已经走在了世界前列。未来，随着对气凝胶的深入研究，这种材料必将会让我们的生活更加美好。