中國科學家造出世界最輕材料 僅相當空氣密度1/6

一塊100立方釐米的「全碳氣凝膠」放在一朵花上的展示。新華社記者 鞠煥宗攝

100立方釐米大小的「碳海綿」「踩」在狗尾巴草上，纖細的草須一點都沒有被壓彎

據新華社杭州3月19日電（記者朱涵）浙江大學的科學家們研製出了一種超輕材料，這種被稱為「全碳氣凝膠」的固態材料密度僅每立方釐米0.16毫克，是空氣密度的六分之一，也是迄今為止世界上最輕的材料。

「氣凝膠」是半固體狀態的凝膠經乾燥、去除溶劑後的產物，外表呈固體狀，內部含有眾多孔隙，充斥著空氣，因而密度極小。浙江大學高分子科學與工程學系高超教授的課題組將含有石墨烯和碳納米管兩種納米材料的水溶液在低溫環境下凍幹，去除水分、保留骨架，成功刷新了「最輕材料」的紀錄。此前的「世界紀錄保持者」是由德國科學家在2012年底製造的一種名為「石墨氣凝膠」的材料，密度為每立方釐米0.18毫克。

「『全碳氣凝膠』的構造類似於『碳海綿』，哪怕將一個馬克杯大小的氣凝膠放在狗尾草上，纖細的草須也不會被壓彎。」高超說。

雖然看上去「脆弱不堪」，但「全碳氣凝膠」可以在數千次被壓縮至原體積的20%之後迅速復原。此外，「全碳氣凝膠」還是吸油能力最強的材料之一。現有的吸油產品一般只能吸收自身質量10倍左右的有機溶劑，而「全碳氣凝膠」的吸收量可高達自身質量的900倍。

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都市快報 訊員周煒、記者胡信昌

本報訊 浙大高分子系高超教授的課題組製造出一種超輕物質，取名「碳海綿」。它是目前世界上已知的最輕固體材料。這一成果被權威科學雜誌《自然》在「研究要聞」欄目中重點配圖評論（2013年2月28日的第494期404頁）。相關論文2月18日在線發表在材料科學界權威的學術雜誌《先進材料》（Advanced Materials）上。

高超教授說，「碳海綿」是一種氣凝膠——世界上最輕的一類物質，它的內部有很多孔隙，充滿空氣。

2011年，美國科學家合作製造了一種鎳構成的氣凝膠，密度為0.9毫克/立方釐米，是當時最輕的固體材料。把這種材料放在蒲公英花朵上，蒲公英茸毛幾乎沒變形。

高超課題組這些年一直從事石墨烯宏觀材料的研發。他們用石墨烯製造出了氣凝膠——「碳海綿」。「碳海綿」每立方釐米重0.16毫克，比氦氣還要輕，約是同體積大小氫氣重量的兩倍。從目前公開的報導看，「碳海綿」是世界上最輕的固體。

在浙大實驗室，有不少大小不等的「碳海綿」，大的像網球，小的像酒瓶塞，灰不溜秋，摸上去很有彈性。

高教授說，「碳海綿」可任意調節形狀，彈性也很好，被壓縮80%後仍可恢復原狀。它對有機溶劑有超快、超高的吸附力，是已被報導的吸油力最強的材料。現有吸油產品一般只能吸自身質量10倍左右的液體，而「碳海綿」能吸收250倍左右，最高可達900倍，而且只吸油不吸水。

「碳海綿」這一特性可用來處理海上原油洩漏事件——把「碳海綿」撒在海面上，就能把漏油迅速吸進來，因為有彈性，吸進的油又擠出來回收，碳海綿也可以重新使用。

另外，「碳海綿」還可能成為理想的儲能保溫材料、催化劑載體及高效複合材料，有廣闊前景。