奇妙的材料——气凝胶丨科学史

氛发泡是一种宝贝的金属材料！它相当轻，即使把大块氛发泡放在花蕊上也一定会将花蕊压弯。之所以如此轻是因为氛发泡的内部包括了许许多多微小的小孔，这些小孔的厚度在纳米或微米维度，所有小孔的体积分作起来占整个氛发泡体积的绝大多数，甚至可以超过99％以上。所以氛发泡是全世并驾齐驱上已知的量最较好的人造液体金属材料，有“气态烟雾”（solid smoke） 之称。

1931年，Kistler化学分作成显露全世并驾齐驱上第大块氛发泡。他用热力作系统其设计床气发泡（完全相同奶油，由液体形成的的网络网状及的网络中会包括的液体组成），将发泡中会的液体用空氛取代，同时保持稳定发泡中会液体的网络形态不塌缩，即取得氛发泡。相反，如果并不需要床气发泡，的网络中会液体溶解带来的毛细力作通常会使的网络收缩，取得致密而非多小孔的金属材料。这种新颖的多小孔疏松形态赋予了氛发泡极较好的量，以及极较好的热导率和大比表面积等特点。由于这些显露色的特性，氛发泡被期许为“忽略全世并驾齐驱的宝贝金属材料”， 被用作隔热金属材料、隔音金属材料、光学金属材料、还原剂载体等，在化学、光学、电学以及材料学、生命科学等教育领域很强不可忽视的系统其设计的的发展前景。

早期，氛发泡的的网络网状主要是纳米维度的石墨酸盐等无机金属材料构建，氛发泡的来得高小孔隙率使得这种网状相当稀，在实际系统其设计的的发展环境中会的耐用性较好；所用的热力作床气系统其设计步骤繁琐，成本高较来得高，制品厚度可用。因此，通过金融业便捷的作法，化学分作成力作学性能不错的氛发泡是科学研究人员不懈追求的目标。

在石墨酸盐氛发泡中会引入有机糖类是改善传统无机氛发泡稀性的一种有效途径，所化学分作成的有机无机杂化氛发泡因有机糖类的介入可以获良好的柔韧性。一个代表性工作是中会科院化学所赵宁、徐坚科学研究员通过分子形态其设计化学分作成的富含烯丙基链段的有机-无机杂化分子形态，这种分子形态的一端是三烷氧基石墨，经水解醛后生成完全相同石墨酸盐发泡的网状，而中会间有如的烯丙基链段则可赋予发泡网状弹性。这种发泡可并不需要在液体下气态床气取得氛发泡，极大地简化了化学分作成步骤。取得的氛发泡不但基本保有了床发泡的初始厚度，而且量较好、导热系数较好、比表面积来得高，分作乎传统作法化学分作成氛发泡的优良特性。

科学研究表明，气态下催化剂溶解步骤中会，柔性的烯丙基链段使得发泡网状能够通过忽略构象来支撑毛细力作的抬升，其较较好的碱性也有助于向西移动发泡与催化剂密切关系的相互发挥作用；催化剂迅速溶解也缩短了毛细力作的发挥作用一段时间，大大降低了应力作积累对发泡网状形态的摧残发挥作用；同时，催化剂的迅速蒸发抓走了大量水份，基本概念温度短一段时间内减少，降较好了石墨羟基的反应活性，减少了不可逆外力的诱发，这对于保持稳定发泡的形态相当稳固。与传统的石墨酸盐氛发泡远比，这一新型氛发泡展现显露不错的柔韧性和弹性，能在50%的外力下仍保持稳定形态不被摧残，并可在30%的外力下反复压缩多次后短一段时间内回弹而不诱发永久变形。这是国际上首次以气态床气系统其设计化学分作成氛发泡金属材料的报道。

随着科学研究的的发展，氛发泡的定义也慢慢大幅度变化。在此之前，由床发泡经过特殊的热力作床气获的金属材料称为氛发泡。随着床气作法和氛发泡化学分作成系统其设计的的发展，通过冷冻床气、液态床气、气态床气等系统其设计，也可以获形态基本的整块多小孔金属材料。1998年Hüsing 和 Schubert等提显露床发泡经过床气、其发泡的网络和小孔形态可以部分保有的多小孔金属材料都称为氛发泡，这一定义来得着眼于氛发泡金属材料本身的形态特征。随着其他新型氛发泡的开发，迄今对其定义再作删减，认为以零维、线性或二维金属材料作为分散相的化学分作成基本概念，通过不间断或非不间断的发泡化手段获发泡后，再经床气取得发泡的网络和小孔形态来得高度保持稳定的金属材料即为氛发泡。

迄今，各种各样的氛发泡金属材料被开发显露来，包括有机的或无机的、或有机无机杂化的、柔软的或坚硬的、电介质的或绝缘的、表面的或不表面的等等，这种精致的金属材料将获来得广阔的系统其设计的的发展。

来源：中会国科学院化学科学研究所