《叫三聲夸克》拓展閱讀
——它，世界上最輕的物質(zhì)

孫曉倩

《叫三聲夸克》拓展閱讀
——它，世界上最輕的物質(zhì)

孫曉倩

如果你是個(gè)技術(shù)宅，關(guān)注科技前沿，那么你一定知道，目前世界上最輕的東西是“全碳?xì)饽z”。

這東西到底有多輕，形容詞也許很難表達(dá)到位，所以科學(xué)家們想到了一個(gè)絕佳的展示方法，將一塊100立方厘米的“全碳?xì)饽z”放在一朵正在盛開的花朵上，脆弱的花瓣毫不費(fèi)力地支撐著這團(tuán)看上去很重的“龐然大物”。

氣凝膠的研究發(fā)展非常快。2011年，美國HRL實(shí)驗(yàn)室、加州大學(xué)歐文分校和加州理工學(xué)院合作制造了一種鎳構(gòu)成的氣凝膠，密度為每立方厘米0.9毫克，創(chuàng)下了當(dāng)時(shí)最輕材料的紀(jì)錄。過了一年，最輕材料的世界紀(jì)錄就由德國科學(xué)家制造的一種名為“石墨氣凝膠”的材料所刷新，“石墨氣凝膠”的密度為每立方厘米0.18毫克。又過了一年，準(zhǔn)確地說，僅僅過了三個(gè)月，浙江大學(xué)所研發(fā)的“全碳?xì)饽z”就以每立方厘米0.16毫克的密度登頂世界最輕材料的記錄，研究人員還為這種“全碳?xì)饽z”起了一個(gè)“萌萌”的名字叫做“碳海綿”。你有沒有一種想要摸摸的沖動(dòng)？

也許普通人對(duì)于每立方厘米0.16毫克的密度沒有概念，下面我們簡單做一個(gè)對(duì)比。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，空氣的密度約為每立方厘米1.29毫克。也就是說，這種物質(zhì)幾乎是空氣密度的十分之一。“全碳?xì)饽z”里面的顆粒達(dá)到了納米量級(jí)，所以可見光經(jīng)過它時(shí)會(huì)發(fā)生瑞利散射①，恰似陽光穿透空氣一般。因此，如果它里面沒有摻雜雜質(zhì)，看上去會(huì)和天空一樣發(fā)著幽幽的藍(lán)色，這為它贏得一個(gè)相當(dāng)文藝的名字，叫做“藍(lán)煙”。

可以看得出來，不管是“石墨”還是“全碳”，其后綴都是氣凝膠，那么，到底什么是氣凝膠呢？

簡單來說，氣凝膠是一種固體物質(zhì)形態(tài)，是世界上密度最小的固體，密度為3千克每立方米。氣凝膠的種類很多，有硅系、碳系、硫系、金屬氧化物系、金屬系等。氣凝膠非常常見，我們的頭發(fā)和指甲也屬于氣凝膠的一種。另外，如明膠、阿拉伯膠、硅膠等都屬于氣凝膠。

我國所研發(fā)的“全碳?xì)饽z”可任意調(diào)節(jié)形狀，有著超強(qiáng)的彈性和延展性，被壓縮80%后仍可恢復(fù)原狀，是目前被報(bào)道的吸油力最強(qiáng)的材料。現(xiàn)有吸油產(chǎn)品一般只能吸自身質(zhì)量10倍左右的液體，而“全碳?xì)饽z”能吸收250倍左右，最高可達(dá)900倍，它對(duì)有機(jī)溶劑有超快、超高的吸附力。而且“全碳?xì)饽z”只吸油不吸水，這一特性可用來處理海上原油泄漏事件。把“全碳?xì)饽z”撒在海面上，就能把漏油迅速吸進(jìn)來，因?yàn)橛袕椥裕M(jìn)的油又?jǐn)D出來回收，碳海綿也可以重新使用。這樣，就達(dá)到了一舉兩得的效果：不僅治理了環(huán)境污染，又減少了經(jīng)濟(jì)損失。

（選自2016年第10期《教師博覽》，本刊有刪改）

〔注釋〕①瑞利散射：一種光學(xué)現(xiàn)象，屬于散射的一種情況，又稱分子散射。粒子尺度遠(yuǎn)小于入射光波長時(shí)（小于波長的1/10），其各方向上的散射光強(qiáng)度是不一樣的，該強(qiáng)度與入射光的波長4次方成反比，這種現(xiàn)象稱為瑞利散射。

鑒賞空間

最小的物質(zhì)單位是什么？夸克？頂夸克？也許“盒子里還有盒子”。最輕的物質(zhì)是什么？從“鎳氣凝膠”到“石墨氣凝膠”，再到“全碳?xì)饽z”，世界最輕物質(zhì)的紀(jì)錄相繼被刷新。我們有理由相信，將來肯定還會(huì)出現(xiàn)更輕的“XX氣凝膠”。

作者為了讓我們對(duì)“最輕的物質(zhì)”有一個(gè)形象的概念，說明的語言非常形象，“將一塊100立方厘米的‘全碳?xì)饽z’放在一朵正在盛開的花朵上，脆弱的花瓣毫不費(fèi)力地支撐著這團(tuán)看上去很重的‘龐然大物’”。只這一句，我們的認(rèn)識(shí)就非常鮮明了。此外，“萌萌”的名字“碳海綿”，相當(dāng)文藝的名稱“藍(lán)煙”，都彰顯了本文說明語言生動(dòng)的特色。當(dāng)然，準(zhǔn)確的數(shù)字說明也是本文的一大特點(diǎn)。

讀有所思

1.“在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，空氣的密度約為每立方厘米1.29毫克”一句中，“約”字可否刪去？為什么？

2.“不僅治理了環(huán)境污染，又減少了經(jīng)濟(jì)損失”是“全碳?xì)饽z”的優(yōu)點(diǎn)，請結(jié)合文章內(nèi)容簡要介紹。