中國科學(xué)家造出“世界上最輕材料”

浙江大學(xué)的科學(xué)家們?nèi)涨把兄瞥隽艘环N超輕材料，這種被稱為“全碳?xì)饽z”的固態(tài)材料密度僅每立方厘米0.16毫克，是空氣密度的六分之一，也是迄今為止世界上最輕的材料。

“氣凝膠”是半固體狀態(tài)的凝膠經(jīng)干燥、去除溶劑后的產(chǎn)物，外表呈固體狀，內(nèi)部含有眾多孔隙，充斥著空氣，因而密度極小。浙江大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)系高超教授的課題組將含有石墨烯和碳納米管兩種納米材料的水溶液在低溫環(huán)境下凍干，去除水分、保留骨架，成功刷新了“最輕材料”的紀(jì)錄。此前的“世界紀(jì)錄保持者”是由德國科學(xué)家在2012年底制造的一種名為“石墨氣凝膠”的材料，密度為每立方厘米0.18毫克。

“‘全碳?xì)饽z’的構(gòu)造類似于‘碳海綿’，哪怕將一個馬克杯大小的氣凝膠放在狗尾草上，纖細(xì)的草須也不會被壓彎。”高超說。

雖然看上去“脆弱不堪”，但“全碳?xì)饽z”在結(jié)構(gòu)韌性方面卻十分出色，它可以在數(shù)千次被壓縮至原體積的20%之后迅速復(fù)原。此外，“全碳?xì)饽z”還是吸油能力最強(qiáng)的材料之一。現(xiàn)有的吸油產(chǎn)品一般只能吸收自身質(zhì)量10倍左右的有機(jī)溶劑，而“全碳?xì)饽z”的吸收量可高達(dá)自身質(zhì)量的900倍。

這一研究成果已于2月18日在線發(fā)表在《先進(jìn)材料》期刊上，并被《自然》雜志在“研究要聞”欄目中配圖評論。“全碳?xì)饽z將有望在海上漏油、凈水甚至凈化空氣等環(huán)境污染治理上發(fā)揮重要作用。”高超表示，傳統(tǒng)的氣凝膠制作方式往往無法批量生產(chǎn)，但課題組新創(chuàng)的“低溫凍干法”令氣凝膠的生產(chǎn)過程更加便捷，也使這種超輕材料的大規(guī)模制造和應(yīng)用成為可能。

據(jù)了解，目前實(shí)驗(yàn)室正在對這一材料的吸附性能進(jìn)行進(jìn)一步的應(yīng)用性研究，除了污染治理方面，“全碳?xì)饽z”還將能成為理想的儲能保溫、催化載體和吸音材料。