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超轻材料飞艇——颠覆性创造: 热度 6 YCJ1990 2017-5-21 14:57; 飞艇材质一般都是使用氢气球或者氦气球制作，成本高昂，无法大规模推广使用。飞艇是一种非常好的运输工具，运输能能源消耗少，速度也较快，一旦能够大规模应用，必定能够掀起一场运输革命。飞艇好处很多，关键是要降低成本，使用传统的气球的方式恐怕很难降低成本，必须发明一种革命性的飞艇技术。我有一突发奇想，能否换一种材质来制作飞艇—— 超轻材料飞艇。发泡材料和气凝胶都是质量很轻的材质，比空气的密度高不了多少。如果我们用发泡材料和气凝胶做成气球的形状（其他形状也行），然后用蒙皮将其包裹起来，然后将里面抽成真空，那么它的密度就会小于空气，不就可以成为气球了吗？只要我们想办法提高材质的强度降低其密度，那么就可以将其外形体积重量比做的很大，届时其将比氦气球的更加有优异。为了提高其强度，也可以中间使用很轻的发泡金属做支撑骨架，而外壳使用更轻的气凝胶做表面外壳用以支撑蒙皮。这样的飞艇将具有很多优势，首先其建造方便快捷，便于大规模建造，只要材料成本降下来成本可以很快降低，只要上规模，成本是很容易降低的，另外建造技术难度不大，成本很容易控制；第二，零部件少，结构简单，方便维修使用；第三，材质易于加工成各种形状，方便外形设计，有利于降低飞行阻力，各种各样的外形有利于增加其应用领域。第四，安全可靠，即使飞艇漏气，其也不会变形，巨大的体积使其坠落时速度缓慢，即使掉在地上，其多孔结构也能够起很大的缓冲作用，保障飞艇上物品的安全。第五，适应性好，几乎可以在任何地点起飞降落，环境适应性好。第六，除此之外还具有传统飞艇的很多优势，比如运输效能高，速度较快，运量大，不占用地面空间等等。一旦这种超轻材料飞艇研发成功，并且大规模使用，因为其低廉的价格和低廉的运输成本，一定会掀起一场运输革命的，其应用领域将非常广泛。首先可以运输大宗商品货物，远距离调水，哪里发生干旱了，可以使用大型飞艇从几百公里外的江河湖泊取水，运输到干旱地区，甚至可以跨流域运输，尤其适合将低海拔水运输到高原上，比如海水西调工程中将海水运输到内蒙古高原甚至可以运输到新疆去。第二，可以用于高空发电，将超轻材料飞艇与风力发电机结合，将其放飞到空中，就能很好滴利用高空风力资源，形成连续稳定的风力发电。第三，运输货物，在山地、荒漠、高原、沼泽等人迹罕至的地方，没有公路，运输货物、搭设电线等只能靠直升飞机或者飞艇，而飞艇的适应性好，成本低，将会成为首先运输方式。第四、救灾抢险，在滑坡泥石流或者洪水等灾害天气下，道路阻隔，投送救援物资和运输抢救伤员方面，飞艇是最好的选择；另外森林火灾事故，急需大量水来灭火时，道路阻隔，路面车辆一般很难胜任，而飞艇则是非常好的选择，使用费用低，是森林防火的主要装备。第五，农业生产，全国大范围内干旱和水涝分布不均，有的地方干旱严重，有的地方水涝严重，此时可以集结全国范围内的飞艇参加全国内的水资源调配，用飞艇将水涝地方的水运输到干旱地方去，缓解干旱和水涝。第六，旅游观光飞艇，超轻材料飞艇由于安全可靠，可以大规模应用于旅游景区的观光，尤其是名山大川，道路修建困难，使用飞艇是非常合适的选择。第七，交通出行，当飞艇配备更多的安全措施和大马力的发动机以后，将可以用于城市间的交通运输。第八，军事用途，这个不用说太多，军事用途还要更广泛，也更加重要。除此之外，随着飞艇的研发成功，更多的应用领域将不断地发掘扩展，届时，飞艇绝对会成为人类的主要交通方式，甚至可以取代卡车和轮船。; 个人分类: 创想|7704 次阅读|6 个评论

超功能材料：超轻、高弹性、强吸附、快吸收: 热度 7 zhpd55 2013-3-26 17:14; 超功能材料——全碳气凝胶诸平《科技日报》 3 月 19 日刊登了朱涵《我科学家造出“世界上最轻材料” 》的报道，介绍了浙江大学高超（ GaoChao ）教授等人研制出了一种被称为“全碳气凝胶”的超轻材料 ( ultra-light aerogel ) ，这种固态材料密度是空气密度的 1/6, 即 0.16mg/cm 3 ，也是迄今为止世界上最轻的材料。其灵活性和吸油能力是其他任何材料无法比拟，虽然看上去“脆弱不堪”，但“全碳气凝胶”可以在数千次被压缩至原体积的 20% 之后迅速复原。此外，“全碳气凝胶”还是吸油能力最强的材料之一。现有的吸油产品一般只能吸收自身质量 10 倍左右的有机溶剂，而“全碳气凝胶”的吸收量可高达自身质量的 900 倍。正是因为这些卓越的特性，被《自然》（ Nature ）列为“研究精萃（ ResearchHighlights ）”栏目发表，物理学家组织网（ Phys.org ） 2013 年 3 月 25 日对此研究成果也有报道——“ Researchersproduceultra-lightaerogel ”。关于气凝胶的研究背景，可以从世界吉尼斯大全（ GuinnessBookofWorldRecords ）的记录谈起，它是一种最轻的物质，从其英文名称 Aerogel （气凝胶）就可以略知一二， aero-( 气、空气，来自于希腊语 a ē r, 拉丁语 aer)+gel( 胶，凝胶，来自于拉丁语 gelo, 其意使凝结，使冻结 ) 。 1931 年 , 美国科学家基斯特勒首次用二氧化硅生产出气凝胶，并命名为“冻结烟（ frozensmoke ）”，其密度为 4mg/cm 3 。 2011 年 ,HRL 实验室 , 加州大学欧文分校（ UniversityofCaliforniaIrvine ）和加州理工学院（ CaliforniaInstituteofTechnology ）合作，开发出镍气凝胶 ( micro-latticematerial ) ，密度为 0.9mg/cm 3 , 创下了当时最轻材料的新记录。之后不到一年时间，在 2012 年底德国科学家制造的一种名为“石墨气凝胶（ aerographite ）”的材料，密度为 0.18mg/cm 3 。浙江大学高分子科学与工程学系高超教授的课题组，将含有石墨烯和碳纳米管两种纳米材料的水溶液在低温环境下冻干，去除水分、保留骨架，成功刷新了“最轻材料”的纪录，制得了目前最轻的材料。“气凝胶”是半固体状态的凝胶经干燥、去除溶剂后的产物，外表呈固体状，内部含有众多孔隙，充斥着空气，因而密度极小。高超教授等人制得的“‘全碳气凝胶’的构造类似于‘碳海绵’，哪怕将一个马克杯大小的气凝胶放在狗尾草上，纤细的草须也不会被压弯。” 它既是放置在蒲公英花上，甚至不可能引起花的绒毛发生变形。高超教授等人的研究成果 2013 年 2 月 18 日在《先进材料》（ AdvancedMaterials ）曾经发表过一篇相关论文，但是，该研究团队对于其研究成果是否申报吉尼斯最轻材料世界纪录不感兴趣。高教授解释说 , 这一成就的价值在于其开发这种材料的简单方法以及该材料所表现出的卓越性能。《自然》（ Nature ）杂志对此研究成果评论的标题为：“固体碳 , 有弹性而且很轻（ Solidcarbon,springyandlight ）”，真是一种惊人的新材料。这种材料除了具有弹性和密度很小的特性之外，很强的选择性吸附能力也是其它材料望尘莫及。它可以吸收是自身重量 900 倍的油类物质 , 而且仅仅吸附油而不吸附水。此外 , 这种气凝胶可高速吸收有机物，其吸附能力为 1g 此气凝胶可以在每秒钟吸附 68.8g 的有机物。因此，它可用于处理海上石油泄漏。也许有一天当石油泄漏发生时 , 我们可以将此种超轻吸附剂分散在海上，快速吸收泄漏油。除了这些 , 气凝胶也可能被制成理想的相变储能保温材料、催化剂载体或高效复合材料。新材料是就像一个初生的婴儿一样，科学家仍在探索其应用和前景，以实现更多的实用价值。 Researchersproduceultra-lightaerogel March25,2013 AresearchteamheadedbyProfessorGaoChaohavedevelopedultra-lightaerogel–itbreakstherecordoftheworld'slightestmaterialwithsurprisingflexibilityandoil-absorption.ThisprogressispublishedintheResearchHighlightscolumnin Nature . Grapheneaerogeltakesworld’slightestmaterialcrown By DarrenQuick March24,2013 Thegrapheneaerogelcanbesupportedbybladesofgrass ImageGallery (3images) Graphenecoatingtransformsfragileaerogelsintosuperelasticmaterials August9,2012 byLisaZyga Enlarge AfterCNTaerogelsarecompressedandreleased,thenon-coatedaerogelcollapseswhilethegraphene-coatedaerogelrecoversitsoriginalshape.Imagecredit:Kim,etal.2012MacmillanPublishersLimited (Phys.org)--LikedonningaSuperman’scape,fragilecarbonnanotube(CNT)aerogelsthatarecoveredbyagraphenecoatingcanbetransformedfromamaterialthateasilycollapsesundercompressiontoonethatcanresistlargeamountsofcompressionandcompletelyrecoveritsoriginalshapeafterremovaloftheload.ThesuperelasticityandfatigueresistanceprovidedbythegraphenecoatingcouldmakeCNTaerogelsusefulinavarietyofareas,includingaselectrodes,artificialmuscles,andothermechanicalstructures.; 个人分类: 新科技|11303 次阅读|9 个评论

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