作為一種被科學(xué)界譽為“改變世界的神奇材料”，二氧化硅氣凝膠自問世以來就受到大量的關(guān)注。它是一種具有納米孔隙結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)材料，孔隙率可以高達(dá)99.8%，可見光可以從中間穿過，同時會發(fā)生瑞利散射，讓最常見的二氧化硅氣凝膠肉眼看上去像是被凍住的藍(lán)色煙霧，因此它還有著“藍(lán)煙”的綽號。

隨著關(guān)注度的上升，氣凝膠在各個領(lǐng)域均不斷有研發(fā)成果涌現(xiàn)，尤其在航空航天領(lǐng)域更是已有不少實績。在盤點氣凝膠“上天”后派上的用場之前，我們先總結(jié)一下它的主要特點：

①質(zhì)量輕，氣凝膠的最低密度僅為0.16 mg/cm3（真空中），為空氣密度的八分之一；

②隔熱強，氣凝膠幾乎能阻止熱傳遞的全部路徑，從而達(dá)到其他材料幾乎無法達(dá)到的隔熱效果；

③承受力大，可以承受自身重量的幾十倍的壓力，因此具備一定的抗沖擊能力。

因為導(dǎo)熱性和折射率很低，絕緣能力也比最好的玻璃纖維還要強39倍，這些特性使得氣凝膠成為航天探測上不可替代的材料。比如說俄羅斯“和平”號空間站和美國火星探路者探測器都用它來進(jìn)行熱絕緣，幫助宇航員以及各種儀器扛住外太空極端的溫度，目前氣凝膠已經(jīng)成為美國國家航空航天局宇宙飛船的標(biāo)準(zhǔn)絕熱材料。

最近的中國的“天問一號”火星探測器和“祝融號”火星車也采用了兩種氣凝膠組件來對抗火星“冰火兩重天”的溫度考驗，一是耐高溫納米氣凝膠隔熱組件，用于阻隔著陸發(fā)動機所產(chǎn)生的1200℃的高溫?zé)崃?，保護(hù)著陸平臺的正常功能；二是耐低溫納米氣凝膠組件則用于“祝融號”火星車的表面，這樣就能確?；鹦擒嚹軌蛟?130℃的環(huán)境下正常工作。

另外，氣凝膠還能收集彗星微粒，2006年時美國NASA報道通過使用密度呈梯度變化的二氧化硅氣凝膠材料成功實現(xiàn)了高速彗星塵埃粒子的捕獲——氣凝膠在這里起到的作用就像一個網(wǎng)兜子，速度高達(dá)6000m/s的 高速粒子會從低密度的一端進(jìn)入氣凝膠，通過在氣凝膠內(nèi)進(jìn)行無損減速，最終可以在高密度的一端實現(xiàn)了“軟著陸”，最終這些收集而來的彗星星塵中包含著太陽系中最原始、最古老的物質(zhì)，因此可以更好地幫助人類了解太陽和行星的歷史。

科學(xué)家甚至設(shè)想了二氧化硅氣凝膠可用于改造火星環(huán)境的愿景。在火星上，接近80%的二氧化碳與水冰一同被凍結(jié)在兩極，于是科學(xué)家就有了這樣的一個構(gòu)思，不去試圖改變整個火星的環(huán)境，而是利用二氧化硅氣凝膠可透過光、能阻擋紫外線輻射以及保溫隔熱的功能，在火星表面建起一個由二氧化硅氣凝膠構(gòu)成的“穹頂”，既讓陽光穿透，為光合作用提供足夠的陽光；又能阻擋熱量流失，使水冰和凍結(jié)的二氧化碳融化，讓被其覆蓋的地區(qū)永久性變暖，變成一種適合居住的環(huán)境。

雖然“上天”看似很有逼格，但似乎不夠親民，因此隨著二氧化硅氣凝膠制作成本的降低，近年來它的民間應(yīng)用也有了很大的進(jìn)展，不僅出得外太空，也能入得日常生活。比如說最近幾年很火的氣凝膠防寒服就是個比較成功的商業(yè)例子。

來源：粉體應(yīng)用技術(shù)