气凝胶的历史

气凝胶的传说笼罩在神秘之中。我们所知道的是，在1920年代后期，美国化学教授塞缪尔·基斯勒（Samuel Kistler）与同事查尔斯·勒尼德（Charles Learned）打赌。奇石乐认为，使物体成为凝胶的不是其液体性质，而是其结构：特别是其微小的微观孔网络（称为纳米孔）。试图通过简单地蒸发液体来证明这一点，从而导致凝胶像蛋奶酥一样放气。因此，游戏的目标是第一个用气体代替“果冻”中的液体，但又不致破坏结构[来源：Steiner，零重力]。

 

 

经过反复试验，奇石乐公司是第一个成功用气体代替凝胶液体的人，创造出一种结构上是凝胶但没有液体的物质。到1931年，他在科学杂志《自然》上的一篇名为“相干膨胀气凝胶和胶冻”的文章中发表了他的发现[来源：Ayers，Pioneer ]。

 

 

 

气凝胶始于一种称为醇凝胶的凝胶。Alcogel是一种硅胶，在其孔中含有酒精。简单地从二氧化硅结构中蒸发掉醇会导致结构收缩，就像湿海绵放在柜台上干燥时会变形一样。不仅要依靠蒸发，还必须对凝胶进行超临界干燥。这是需要的：

 

加压并加热凝胶使其超过临界点，该临界点是气体和液体之间没有差异的温度。

对凝胶减压，同时仍保持在临界温度以上。随着压力的降低，分子作为气体释放出来，而流体的密度降低。

从热源中取出凝胶。结构冷却后，酒精太少，无法再重新凝结成液体，因此变成气体。

查看您的最终产品。剩下的是一种由二氧化硅制成的固体，但是现在充满了气体（空气），而这里曾经是液体。

超临界干燥是指醇凝胶的液体“醇”部分如何在二氧化硅的纳米孔内变成气体而结构不塌陷。去除了酒精的醇凝胶现在称为气凝胶，因为该醇已被空气取代。气凝胶仅占原始材料体积的50％至99％，是一种轻巧，灵活且有用的材料[来源：Steiner，零重力]。