蜻蜓翅膀“变”气凝胶

气凝胶是世界上密度最小的多孔材料,目前最轻的气凝胶仅有每立方厘米0.16毫克,甚至可以在空气中飞行。气凝胶不仅是非常好的绝缘材料,还是良好的隔热材料,可以应用在很多方面。比如气凝胶可以用作太阳能热水器的隔热材料,可以很好地保温,提高热水器使用效率;可以用来制作保暖衣物,保暖能力好又轻薄;还可以制作轻便又有弹性的球拍……

 

蜻蜓翅膀“变”气凝胶

 

但是气凝胶制作成本高,制作困难,所以现在的气凝胶一般只用于航天航空器上,一般日常生活中用不起这种新材料。不过最近,研究人员意外地从蜻蜓身上找到了制作气凝胶的简易又廉价的方法。

 

英国的一名昆虫学家在观察蜻蜓的翅膀时,惊讶地发现蜻蜓的翅膀上布满了细小的气孔,这跟气凝胶的结构完全相同!这引起了研究团队的疑问,为什么蜻蜓的翅膀会有这样的结构呢?通过长期的观察,研究人员发现,当蜻蜓处于幼虫阶段时,它的翅膀十分柔软且湿润,然后蜻蜓幼虫会产生碳酸氢钠分子,碳酸氢钠分子和翅膀里的水反应,产生并释放二氧化碳气体,二氧化碳会“吹干”蜻蜓幼虫的翅膀,并使翅膀产生气孔,幼虫翅膀会形成轻盈、干燥、稳定的结构。

 

了解了蜻蜓翅膀的形成过程,研究团队开始在实验室中模拟这个过程。研究人员设计了一个装满水的二氧化硅凝胶层,通过加入碳酸氢盐分子,产生二氧化碳以干燥凝胶层,同时,二氧化碳分子不会被释放出去,而是被“锁”在凝胶层中,这样能够防止凝胶层的塌陷,干燥后的二氧化硅凝胶层具有轻薄和坚固的性质,气凝胶就此产生。

 

气凝胶是一种令人惊叹的材料,安全、轻便、稳定,根据蜻蜓翅膀制作出的气凝胶,制作过程简单,制作成本低,无论是结构还是性能,都与传统方法制作出的气凝胶完全相同。研究人员表示,因为这项制作气凝胶的新技术,气凝胶或许可以得到大规模应用,甚至在未来,他们还能创造出可以建造房子的气凝胶。

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