太空也能寄快递纳米气凝胶是什么
2024-10-27 虎思国学网 阅读 424
在即将到来的空间站任务中，纳米气凝胶材料将被用来打造天舟二号上护送太空物资的低温锁柜，再度随天舟家族“出征”。纳米气凝胶材料在空间站任务中担任了什么角色？它是如何打造出“超级冰箱”的？
神奇的纳米气凝胶是什么？
气凝胶是一种具有纳米孔隙结构的轻质材料，被科学界誉为“改变世界的神奇材料”。它是由纳米尺度的固体骨架构成的一个三维立体网络，网络结构间包含着丰富的纳米孔隙，孔隙率可以高达99.8%。由于它的骨架结构是纳米尺度的，可见光可以从中间穿过，同时会发生瑞利散射，让最常见的二氧化硅气凝胶肉眼看上去像是被冻住的蓝色烟雾，这和天空呈现蓝色的原理是一样，所以它还有一个很好听的绰号，叫做“蓝烟”。
“气凝胶有两个比较显著的特点。一是重量特别轻，在比较轻柔的花朵、羽毛上都可以放置一大片气凝胶。这是因为气凝胶的孔隙率特别高，达99.8%以上，基本由空气填充，所以赋予了气凝胶特别轻质的性能。二是壁表面积特别大，把10克气凝胶材料完全铺展开，它拥有的表面就可以覆盖一个标准足球场。”李文静说。
技术人员展示气凝胶材料的超轻特性
纳米气凝胶是当今世界已知的最轻的固体材料，具有优异的隔热保温性能，是航天隔热材料的“扛把子”。在空间站的搭建和运行过程中，气凝胶材料已应用在长征五号系列火箭、天舟一号和二号货运飞船上。此外，该材料在多种航天装备上也获得应用。
“在天舟一号和二号上，我们用气凝胶制成真空隔热板，搭载在货运飞船的低温冰柜上，相当于一个隔热性能和保冷性能特别好的‘超级冰箱’。”李文静说。
那么，低温锁柜的用途是什么？打造出“超级冰箱”的真空隔热板又是什么？
低温锁柜相当于飞行器上的冰箱，用来储存待运送的航天物资，不管外部环境怎么变化，都能保证低温锁柜里物资的温度保持很低的水平，保证物资的安全性和有效性。
技术人员展示真空隔热板
真空隔热板的英文全称是Vacuum Insulation Panel，首字母连起来正好是“VIP”，它被技术人员戏称为“VIP板”。其研制原理是通过特殊工艺将现有的气凝胶材料“真空化”，使其在保持超低密度特性的基础上，热导率降低至原来的二分之一，不仅显著提高隔热性能，还使其具备良好的隔气性和耐穿刺性。