作為一種被科學(xué)界譽(yù)為“改變世界的神奇材料”，二氧化硅氣凝膠自問(wèn)世以來(lái)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(jiàn)光可以從中間穿過(guò)，同時(shí)會(huì)發(fā)生瑞利散射，讓最常見(jiàn)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(hào)。

隨著關(guān)注度的上升，氣凝膠在各個(gè)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(shí)績(jī)。在盤(pán)點(diǎn)氣凝膠“上天”后派上的用場(chǎng)之前，我們先總結(jié)一下它的主要特點(diǎn)：

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(qiáng)，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(wú)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?yàn)閷?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(qiáng)39倍，這些特性使得氣凝膠成為航天探測(cè)上不可替代的材料。比如說(shuō)俄羅斯“和平”號(hào)空間站和美國(guó)火星探路者探測(cè)器都用它來(lái)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(guó)國(guó)家航空航天局宇宙飛船的標(biāo)準(zhǔn)絕熱材料。

最近的中國(guó)的“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器和“祝融號(hào)”火星車也采用了兩種氣凝膠組件來(lái)對(duì)抗火星“冰火兩重天”的溫度考驗(yàn)，一是耐高溫納米氣凝膠隔熱組件，用于阻隔著陸發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的1200℃的高溫?zé)崃?，保護(hù)著陸平臺(tái)的正常功能；二是耐低溫納米氣凝膠組件則用于“祝融號(hào)”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(shí)美國(guó)NASA報(bào)道通過(guò)使用密度呈梯度變化的二氧化硅氣凝膠材料成功實(shí)現(xiàn)了高速彗星塵埃粒子的捕獲——?dú)饽z在這里起到的作用就像一個(gè)網(wǎng)兜子，速度高達(dá)6000m/s的 高速粒子會(huì)從低密度的一端進(jìn)入氣凝膠，通過(guò)在氣凝膠內(nèi)進(jìn)行無(wú)損減速，最終可以在高密度的一端實(shí)現(xiàn)了“軟著陸”，最終這些收集而來(lái)的彗星星塵中包含著太陽(yáng)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(yáng)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(gè)構(gòu)思，不去試圖改變整個(gè)火星的環(huán)境，而是利用二氧化硅氣凝膠可透過(guò)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(gè)由二氧化硅氣凝膠構(gòu)成的“穹頂”，既讓陽(yáng)光穿透，為光合作用提供足夠的陽(yáng)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(lái)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(shuō)最近幾年很火的氣凝膠防寒服就是個(gè)比較成功的商業(yè)例子。

來(lái)源：粉體應(yīng)用技術(shù)