氣凝膠是一種固體物質形態，世界上密度最小的固體。密度為3千克每立方米。一般常見的氣凝膠為矽氣凝膠，其最早由美國科學工作者Kistler在1931年因與其友打賭製得。氣凝膠的種類很多，有矽系，碳系，硫系，金屬氧化物系，金屬系等等。aerogel是個組合詞，此處aero是形容詞，表示飛行的，gel顯然是凝膠。字面意思是可以飛行的凝膠。任何物質的gel只要可以經乾燥後除去內部溶劑後，又可基本保持其形狀不變，且產物高孔隙率、低密度，則皆可以稱之為氣凝膠。

因為密度極低，目前最輕的氣凝膠僅有0.16毫克每立方厘米，比空氣密度略低，所以也被叫做“凍結的煙”或“藍煙”。由於裡面的顆粒非常小（奈米量級），所以可見光經過它時散射較小（瑞利散射），就像Sunny經過空氣一樣。因此，它也和天空一樣看著發藍（如果裡面沒有摻雜其它東西），如果對著光看有點發紅。（天空是藍色的，而傍晚的天空是紅色的）。由於氣凝膠中一般80%以上是空氣，所以有非常好的隔熱效果，一寸厚的氣凝膠相當20至30塊普通玻璃的隔熱功能。即使把氣凝膠放在玫瑰與火焰之間，玫瑰也會絲毫無損。氣凝膠在航天探測上也有多種用途，在俄羅斯“和平”號空間站和美國“火星探路者”的探測器上都有用到這種材料。氣凝膠也在粒子物理實驗中，使用來作為切連科夫效應的探測器。位在高能加速器研究機構B介子工廠的Belle 實驗探測器中一個稱為氣凝膠切連科夫計數器(Aerogel Cherenkov Counter, ACC) 的粒子鑑別器，就是一個最新的應用例項。這個探測器利用的氣凝膠的介於液體與氣體之低折射係數特性，還有其高透光度與固態的性質，優於傳統使用低溫液體或是高壓空氣的作法。同時，其輕量的性質也是優點之一。

氣凝膠，作為世界最輕的固體，已入選吉尼斯世界紀錄。這種新材料密度僅為3.55千克每立方米，僅為空氣密度的2.75倍；乾燥的松木密度（500千克每立方米）是它的140倍。這種物質看上去像凝固的煙，但它的成分與玻璃相似。由於它的密度極小，用於航空航天方面非常合適。美宇航局噴氣推進實驗室，該實驗室瓊斯博士研製出的新型氣凝膠，主要由純二氧化矽等組成。在製作過程中，液態矽化合物首先與能快速蒸發的液體溶劑混合，形成凝膠，然後將凝膠放在一種類似加壓蒸煮器的儀器中乾燥，並經過加熱和降壓，形成多孔海綿狀結構。瓊斯博士最終獲得的氣凝膠中空氣比例佔到了99.8%。

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氣凝膠

氣凝膠因其半透明的色彩和超輕重量，有時也被稱為“固態煙”或“凍住的煙”。這種新材料看似脆弱不堪，其實非常堅固耐用，最高能承受1400攝氏度的高溫。氣凝膠的這些特性在航天探測上有多種用途。俄羅斯“和平”號空間站和美國“火星探路者”探測器上，都用到了氣凝膠材料。

美國國家宇航局研製出的一種新型氣凝膠，由於密度只有每立方厘米3毫克，日前已經作為“世界上密度最低的固體”正式入選《吉尼斯世界紀錄》。

這種氣凝膠呈半透明淡藍色，重量極輕，因此人們也把它稱為“固態煙”。新型氣凝膠是由美國國家宇航局下屬的“噴氣推進實驗室”材料科學家史蒂芬·瓊斯博士研製的。它的主要成分和玻璃一樣也是二氧化矽，但因為它99.8%都是空氣，所以密度只有玻璃的千分之一。

氣凝膠貌似“弱不禁風”，其實非常堅固耐用。它可以承受相當於自身質量幾千倍的壓力，在溫度達到1200攝氏度時才會熔化。此外它的導熱性和折射率也很低，絕緣能力比最好的玻璃纖維還要強39倍。由於具備這些特性，氣凝膠便成為航天探測中不可替代的材料，俄羅斯“和平”號空間站和美國“火星探路者”探測器都用它來進行熱絕緣。

氣凝膠在航天中的應用遠不止這些，美國國家宇航局的“星塵”號飛船正帶著它在太空中執行一項十分重要的使命———收集彗星微粒。科學家認為，彗星微粒中包含著太陽系中最原始、最古老的物質，研究它可以幫助人類更清楚地瞭解太陽和行星的歷史。2006年，“星塵”號飛船將帶著人類獲得的第一批彗星星塵樣品返回地球。

但收集彗星星塵並不是件容易的事，它的速度相當於步槍子彈的6倍，儘管體積比沙粒還要小，可是當它以如此高速接觸其它物質時，自身的物理和化學組成都有可能發生改變，甚至完全被蒸發。如今科學家有了氣凝膠，這個問題就變得很簡單了。它就像一個極其柔軟的棒球手套，可以輕輕地消減彗星星塵的速度，使它在滑行一段相當於自身長度200倍的距離後慢慢停下來。在進入“氣凝膠手套”後，星塵會留下一段胡蘿蔔狀的軌跡，由於氣凝膠幾乎是透明的，科學家可以按照軌跡輕鬆地找到這些微粒。

2014年世界材料大會提出，氣凝膠由90%以上的空氣和不足10%的固體構成，它可以承受相當於自身質量幾千倍的壓力，在溫度達到1200℃時才會熔化。此外它的導熱性和折射率也很低，絕緣能力比最好的玻璃纖維還要強39倍。

氣凝膠最突出的效能當然是輕了，密度約為玻璃的千分之一，屢屢上榜世界最輕的材料。上圖是美國加州HRL實驗室的科學家們研發出一種名為“microlattice”的材料，由鎳磷材料構成，這種材料的製造技術由波音公司和通用汽車公司共同擁有。這種新材料是由微型空心管網路構成的，空心管的壁厚僅有100奈米，大約只有人類頭髮的千分之一，這就意味著這種材料99.99%的成分是空氣。居然放在蒲公英花上也僅僅使花頂端輕微變形。

與水凝膠相比，是以空氣為分散介質將易形成化學鍵的奈米級或分子級無機材料膠鏈固化再抽真空而成的凝膠體。有一定強度和透光性，能阻礙熱傳導和對流，比表面積很大，密度很低，可以做催化載體或超輕型不需要太高強度和穩定性的新材料。