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防弹、耐温又疏水,气凝胶真的如此神奇?

重拾记忆
2020-12-02 14:45:46

谈到3D打印领域我们就不得不提到打印机器和打印材料,就3D打印的材料而言,越来越多的材料可以用于3D打印,从最为常见的树脂、尼龙、金属到较为少见的陶瓷等。今天小编就要为大家介绍一种超级小众的3D打印材料——气凝胶。

气凝胶

谈到世界之最,气凝胶就是其中一种。作为世界上最轻的固体,它看起来就像是一片蓝色的烟雾,所以我们也常常会称它为结冻的蓝烟。虽然这种材料看起来并不起眼但是他却拥有强大的物理性能。其中最为出众的就是耐温性、高强度和疏水性。

气凝胶

01耐温性

由于气凝胶内部孔隙极为微小,无论是冷还是热都很难进行穿透,曾有科学家做过相关试验,一寸厚的气凝胶的隔热效果相当于20-30块玻璃的隔热效果,甚至其自身要被加热到1200摄氏度才可能被融化。我们可以看到将花朵放置在气凝胶上在底部进行加热但是花朵并没有被烤焦。

气凝胶

超高的耐热性,再加上其每立方米的重量是3千克的特性(要知道一立方米的空气质量就有1.29千克)这种材料将非常适用于航空航天领域。
既然可以抗高温,那么抗低温也不在话下,利用气凝胶做成的衣服可以抵御零下196摄氏度的液氮直喷,衣服内部的温度也只会轻微下降。

气凝胶

02高强度

从之前的介绍中我们可以看到气凝胶内部大部分是空气,所以可能会使人产生气凝胶这种材料强度不足的感觉,其实不然虽然气凝胶其中的空气比例高达80%以上,但是其强度可以承受自身质量几千倍的压力。所以在很多场景的使用情况下,气凝胶还是相当耐用的。有些极端试验甚至证明6毫米的气凝胶就可以防弹。

 

03疏水性

气凝胶

最后谈到气凝胶的疏水性,对气凝胶有些了解的朋友看到可能会有些疑惑。气凝胶疏水吗?我们可以了解到气凝胶具有纳米结构,内部的小孔为它提供了超强的吸水性,其可以吸收水分高达自身重量的25倍。

 

那么为什么说它可以防水呢?将气凝胶进行疏水化处理后,将气凝胶粉末涂抹到皮肤上的话,就可以形成防水效果。

气凝胶

谈了气凝胶如此多的优势性能,是不是对其应用产生了强烈的好奇呢?但是其实气凝胶作为加工材料的应用并不顺利,相较于传统的加工方式,其特质还是太脆。为解决这个问题,3D打印在构建气凝胶物体就显得独具优势。近日瑞士联邦材料科学与技术实验室就发布了3D打印气凝胶的最新研究成果,我们相信通过不断地努力气凝胶打印件的量产化终将实现。

 

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