De hecho, crearon este objeto que es más ligero que el aire.

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Desde los barcos y aviones más grandes hasta los robots de nanómetros más pequeños, desde los más duros hasta los más blandos Materiales... los seres humanos han estado trabajando duro para crear y romper lo mejor del mundo. No, en 2013, después de que los científicos chinos batieran el récord del "material más ligero del mundo", en 2015, nuestro país volvió a establecer un nuevo récord, creando el material más ligero de 0,12 mg por centímetro cúbico. Entonces, ¿qué hacen estos materiales ultraligeros?

Humo sólido

Este material más ligero del mundo se llama aerogel. El aerogel no es un invento reciente; se fabricó a partir de sílice ya en 1931. Hay muchos poros dentro del aerogel y los poros están llenos de aire, por lo que es muy ligero. Para describir su ligereza, la gente también le puso un apodo: humo solidificado.

En 2011, científicos estadounidenses fabricaron un aerogel hecho de material de níquel, que se convirtió en el material más ligero del mundo en ese momento. En el vacío, 1 centímetro cúbico de este aerogel pesa sólo 0,9 miligramos, lo que lo hace más ligero que el aire.

Sin embargo, al ser el material más ligero del mundo, su récord se batió poco después de ostentarlo. En 2012, varios científicos británicos y alemanes desarrollaron el aerogel más ligero del mundo. También le dieron a este aerogel un nombre genial, llamado "Flying Graphite". 1 centímetro cúbico de "grafito volador" pesa sólo 0,18 miligramos. Aunque parece una esponja negra opaca, la esponja es mucho más pesada que ella. En términos de volumen, el "grafito volador" está compuesto casi en un 99,99% por aire.

"Esponja de carbono" ultraligera

La ciencia y la tecnología se desarrollan a un ritmo rápido En el ranking de los materiales más ligeros del mundo, "Flying Graphite" ocupa el primer lugar, pero da un giro. descubrí que antes de que pudiera calentarme, fui aplastado por otro nuevo tipo de aerogel. En marzo de 2013, un equipo de investigación de la Universidad de Zhejiang en mi país preparó un aerogel ultraligero utilizando nanotubos de carbono y grafeno, denominado "esponja de carbono". ¿Qué tan ligero es? En el vacío, 1 centímetro cúbico de esponja de carbono pesa sólo 0,16 miligramos, mientras que el mismo volumen de aire ordinario pesa aproximadamente 7 veces y es más ligero que el mismo volumen de helio.

La esponja de carbono es muy ligera, ¿cómo se hace?

Bajo un microscopio electrónico se puede ver que en la esponja de carbono hay una gran cantidad de nanotubos de carbono y grafeno. Son estas dos sustancias las que sostienen los innumerables poros pequeños. Al igual que en un gran recinto deportivo, primero se utilizan barras de acero como soporte y luego membranas de alta resistencia como paredes. La esponja de carbono utiliza nanotubos de carbono como andamio y grafeno como pared.

Antes, aunque los científicos podían preparar aerogeles, la producción en masa era difícil debido al proceso. Ahora, el nuevo proceso inventado en nuestro país permite producir esponjas de carbono en lotes.

Aerogel de fibra

Los científicos no han parado en su búsqueda del material más ligero. En 2015, el equipo de investigación de nanofibras dirigido por el académico Yu Jianyong y el profesor Ding Bin de la Universidad de Donghua en mi país logró nuevos resultados en la investigación de materiales de fibra ultraligeros. Desarrollaron un gas de fibra ultraligero y súper elástico utilizando fibra ordinaria. Materiales de membrana Gel, según los resultados de la certificación de Metrología de China, la densidad del material sólido de este aerogel de fibra es de solo 0,12 mg por centímetro cúbico. Esto es 0,04 mg por centímetro cúbico más ligero que la esponja de carbón desarrollada anteriormente en nuestro país.

¿Para qué se pueden utilizar los materiales más ligeros?

1. Limpiar la contaminación por petróleo

Los diferentes materiales utilizados en los aerogeles tendrán diferentes usos. Por ejemplo, el aerogel llamado esponja de carbón desarrollado por la Universidad de Zhejiang no solo logró un gran avance en su método de preparación, sino que la esponja de carbón también mostró un rendimiento superior.

La esponja de carbono tiene muy buena elasticidad y puede volver a su forma original después de comprimirse en un 80%. Tiene una capacidad de adsorción de aceite ultrarrápida y ultraalta y actualmente es el material con mayor capacidad de absorción de aceite. Los productos actuales que absorben aceite generalmente solo pueden absorber alrededor de 10 veces su propio peso, mientras que la capacidad de absorción de aceite de las esponjas de carbón es 250 veces su propio peso, hasta 900 veces. Milagrosamente, las esponjas de carbón solo absorben aceite pero no agua. . Además, absorbe aceite muy rápidamente: cada gramo de esponja de carbón puede absorber 68,8 gramos de aceite por segundo. Dicho esto, mucha gente ya ha pensado en el uso de esponjas de carbono, que sirven para limpiar la contaminación por petróleo en el mar. Cuando el mar está contaminado por petróleo, si se esparcen esponjas de carbono en el mar, estas absorberán continuamente el petróleo circundante en sus cuerpos.

2. Adsorción de polvo interestelar

Lidiar con la contaminación por petróleo es sólo uno de los usos de las esponjas de carbono Ya en 1999, la NASA aprovechó las características del aerogel y lo utilizó para absorber. Polvo interestelar.

En el "Stardust" hay instalado un recolector de muestras de aerogel, que se utiliza principalmente para absorber polvo cometario y polvo interestelar.

Cuando la sonda "Stardust" pasó a través del polvo del cometa, la velocidad del polvo del cometa era muy rápida, alrededor de 6,1 kilómetros por segundo, que es casi 9 veces la velocidad de salida de una bala de rifle. Si estas partículas de polvo se recogen mediante métodos convencionales, la forma y la estructura química del polvo del cometa cambiarán debido a la excesiva velocidad del impacto, y algunas incluso se vaporizarán por completo.

Para no destruirlos durante la recolección, el recolector de muestras de aerogel utiliza un material sólido a base de silicio con una estructura porosa similar a una esponja en el interior, el 99,8% del espacio se llena con vacío cuando las partículas de polvo golpean. El aire después de gelificarse, disminuye su velocidad y eventualmente se detiene, de manera muy similar a como lo hace un avión mientras rueda en una pista.

3. Aislamiento térmico y acústico

Las características inherentes de los aerogeles los convierten también en excelentes materiales aislantes térmicos (preservación del calor) y acústicos.

Además de ser el material aislante térmico más ideal, el aerogel también es un gran absorbente acústico. Por ejemplo, el aerogel de fibra desarrollado en mi país en 2015 puede absorber eficientemente el sonido en un amplio rango de frecuencia de 100-6300 Hz.

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