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气凝胶是一种真正意义上的太空时代材料，可以为电动机和设备提供关键的屏蔽，以保护邻近的电子元件，而不需要更重的金属外壳。
在线杂志上发表的新研究先进的科学欧洲杯线上买球建议使用一种替代薄金属片或磁化箔的屏蔽材料，对于脆弱的设备来说，这些材料往往过于笨重和沉重。该研究小组由瑞士联邦材料科学与技术实验室(EMPA)的Zhihui Zeng和Gustav Nyström领导，欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球
气凝胶是目前制造的最轻的固体材料之一，它的使用可以提供屏蔽高频电磁场所需的封闭导电外壳，同时又轻便、灵活和耐用。欧洲杯足球竞彩
气凝胶是一种“神奇材料”
气凝胶于20世纪30年代被发现，其密度是空气的三倍，这意味着一块普通人大小的气凝胶的重量不到一磅。然而，同样的砖块足够坚固，足以支撑一辆小型到中型的汽车或大约半吨的重量。
气凝胶传统上是由硅制成的，通过聚合物和溶剂结合形成凝胶。然后将液体从凝胶中抽出，用空气代替。这就产生了一种高多孔、低密度、半透明的固体材料，由于其云状外观，通常被称为“冻结烟雾”。
二氧化硅气凝胶最普遍的用途之一是作为各种平台的绝缘材料，包括建筑、屋顶、天然气管道，甚至个人服装。
化学公司卡伯特是世界领先的二氧化硅气凝胶供应商之一，将二氧化硅气凝胶广泛应用于从油漆到个人护理用品的各种产品中，该材料可作为防结块剂。
在1999年,阿斯彭系统公司向美国宇航局提供用于“星尘”任务的气凝胶。这种材料被用来从彗星上采集尘埃样本。
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孔隙性能
在他们的研究中，EMPA团队创造了一种气凝胶，这种气凝胶使用从木材中获取的纤维素纳米纤维，适用于广泛的化学改变。这种以纤维素为基础的气凝胶由于其适应性，使其能够产生广泛的微观结构，一直是一个研究热点。
Nyström和他在EMPA的团队对这些结构与气凝胶性质的关系特别感兴趣。
研究人员在频率阻断方面取得的结果令人印象深刻。研究小组发现，通过将他们的纤维素纳米纤维与银纳米线编织在一起，他们可以创造出密度仅为1.7 mg / cm³的超轻精细结构，可以在8到12 GHz的频率范围内实现40 dB的屏蔽。这表明气凝胶几乎阻断了该频率范围内的所有辐射。
还原氧化石墨烯气凝胶如何用于光伏发电?
气凝胶具有进一步的适应性，因为材料允许通过的电磁辐射通量可以通过增加和减少混合物中的银纳米线数量以及通过创建贯穿其结构的孔来调节。
研究人员还指出，它的气孔对其屏蔽效果至关重要。当进入这些孔隙时，入射电磁场来回反弹，从而在材料内部产生进一步的电磁场。这些新领域抵消了最初的领域。
为了放大这种效应，EMPA的科学家们确保了这些气孔的形状和大小都是正确的。这意味着在气凝胶仍处于液态时将其倒入特制的模具中。随着凝胶慢慢冷却，冰晶生长，为这种阻尼效果创造了完美的孔隙结构。
该团队使用的“冻结”这些孔隙的过程也允许这些领域的特定方向。因此，阻尼效应可以适用于特定的方向。例如，如果团队允许材料从下到上在模具中固化，垂直方向的阻尼作用减弱，水平方向的阻尼作用最大。
研究小组还测试了气凝胶的耐用性，评估了严格弯曲后这种阻尼效应的强度。他们发现，经过1000次来回“弯曲”后，所创建的结构几乎与初始状态下的结构一样坚固。
这种材料提供的屏蔽也可以通过消除银纳米线并用碳化钛纳米板代替来增强 由独特的蚀刻工艺创建。这些纳米板类似于由纤维素纤维砂浆连接在一起的砖。研究小组说，这种碳化钛纳米纤维素气凝胶是迄今为止地球上最轻的电磁屏蔽材料，甚至可能超越它。
气凝胶:超凡脱俗
除了EMPA, NASA也是对气凝胶的发展和改进最感兴趣的团体之一。气凝胶的一个著名应用是在火星漫游者的开发中，该漫游者目前正在探索这颗红色星球。
开发火星车的团队面临的一个关键难题是，如何让火星车在火星白天保持凉爽，同时在夜间防止结冰。
这颗太阳系第四大行星的昼夜温差很大，温度从22摄氏度到-96摄氏度不等。因此，火星车的工作温度必须保持在-40摄氏度到40摄氏度之间，必须防止这些极端情况的发生。
“漫游者”身体上的气凝胶可以让加热器在夜间保持温暖，而它的多孔性可以让热量在白天“泄漏”，类似于人类的出汗。
尽管使用情况令人印象深刻，但EMPA所探索和增强的气凝胶的绝缘性能在未来可能在火星上有更重要的用途。
气凝胶可以创造环境密封的地球改造圆顶，让人类可以在我们最近的星球邻居上生活和工作。改造火星的一个主要障碍是，它受到的紫外线辐射比地球更强烈。然而，气凝胶的绝缘特性可以阻挡有害的紫外线辐射，同时允许其他频率通过。
从屏蔽精密电子到探索其他行星，气凝胶是未来的一种材料，EMPA和NASA的研究人员以及卡伯特我们将站在这场革命的最前沿。
参考资料及进一步阅读
曾Z,王。C, Siqueira。[2020]纳米纤维素- mxene仿生气凝胶具有定向可调电磁干扰屏蔽性能。先进的科学。欧洲杯线上买球[https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/advs.202000979]
沃兹沃思。R,科伯。L Cockell。C，[2019]利用二氧化硅气凝胶通过固态温室效应使火星可居住。自然天文学,[https://www.nature.com/欧洲杯猜球平台articles/s41550-019-0813-0]
"漫游者温度控制" "火星探索漫游者"美国国家航空航天局(NASA)[https://mars.nasa.gov/mer/mission/rover/temperature/]
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