[[File:Aerogel.jpg|thumbnail|氣凝膠因散射呈藍色]]
'''氣凝膠'''(Aerogel)是目前已知[[密度]]僅次高於[[全碳气凝胶]]的物質。它是由[[氣體]]取代[[液體]]在[[凝膠]]中的位置製造而成。其擁有許多俗名:凍結的煙霧(frozen smoke)、固態的煙霧(solid smoke)、固態的空氣(solid air)和藍煙(blue smoke)等,而這些都源自於其透明性與物質中的光線[[散射]]能力。其觸感像是[[聚苯乙烯]]。
Samuel Stephens Kistler在1931年發明氣凝膠。而這一切是因為他與Charles Learned之間的賭注。他們二人當時正比賽誰先將[[凝膠]]裡的液體成分用氣體取代卻不使發泡的間壁收縮崩塌。最後Kistler辦到了。
雖然它具有破碎的傾向,但是以結構來說它仍是非常堅固的。它優秀的負載能力是源於其[[分子]]的組成:大約尺寸為2到5[[奈米]]的球形聚合粒子互相結合成一個個小單元,進而組合成[[樹突]]狀的微觀立體結構。這些小單元會形成碎形鏈狀的[[三維]]結構,其間充塞著大量的孔洞,每個孔洞尺寸不大於100奈米。而這些孔洞的聚集密度以及個別的平均大小能夠經由製造過程加以控制。
氣凝膠是優良的[[熱]]絕緣體,氣凝膠幾乎能阻絕由三種[[傳熱]]方式([[熱傳導]]、[[熱對流]]、[[熱輻射]])中的两种帶來的熱量轉移。大多數人會認為是因為氣凝膠中空氣的成分比例至少佔99.8%以上,而為空氣為而能有效絕熱的不(空氣是優良導絕熱體,故它們),但其實是好因爲氣凝膠的奈米微孔洞,藉由[[克努森擴散]],而有效阻止了熱傳導隔絕材料(不過金屬凝膠在作為絕緣體的用途時就不是那麼有效)。例如矽凝膠,由於矽也為熱的不良導體,其隔絕性能又更加良好了。就熱對流的方式而言,因為空氣無法跨越凝膠表面行對流作用,他們也是好的熱對流隔絕材料。一般的气凝胶对热辐射不起太大的作用。碳凝膠是好的熱輻射隔絕材料,因為碳元素在標準溫度下能夠吸收熱量轉移時散發的紅外線輻射。亦即,現今性質最好的氣凝膠是掺入部分碳元素的矽凝膠。
因為吸濕的自然性質,凝膠摸起來乾乾的,並表現出強大的吸水能力。為此長時間拿著凝膠的人要穿著手套,以預防[[皮膚]]表面出現乾燥脆化的現象。
== 發展 ==
[[File:Aerogel nasa.jpg|thumb|200px|NASA華裔科學家{{link-en|鄒哲|Peter Tsou}}(Peter Tsou)和氣凝膠樣本。]]
20世紀80年代初期,[[粒子物理]]學家認識到SiO<sub>2</sub>氣凝膠將是'''氣凝膠契忍可夫計數器'''(Aerogel Cherenkov Counter)粒子鑑別器(見[[契忍可夫輻射|契忍可夫效應]])的理想介質材料,試驗需要大量的透明SiO2SiO<sub>2</sub>氣凝膠。他們使用TMOS方法,製造了兩個大探測器:一個是在[[德國]][[漢堡]]的DESY實驗室的TASSO探測器,使用了1700升氣凝膠;另一個是[[歐洲粒子物理研究所]](CERN)製造的探測器,使用了由[[瑞典]]隆德大學製備的1000升氣凝膠。現在[[日本]][[高能加速器研究機構]]B介子工廠的[[Belle實驗]]偵測器中也使用'''氣凝膠契忍可夫計數器'''。這個偵測器利用的氣凝膠介於液體與氣體之低[[折射]]係數特性以及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。
氣凝膠在太空偵測上也有多種用途,在[[俄羅斯]]的[[和平號太空站]]和[[美國]]的[[火星探路者]]上都有用到這種材料。
{{Commonscat|Aerogel|气凝胶}}
* [[气溶胶]]
* [http://citeseer.ist.psu.edu/89883.html Aerogel Cerenkov Counter for the BELLE Experiment ] {{Wayback|url=http://citeseer.ist.psu.edu/89883.html |date=20060513071745 }}
* [https://web.archive.org/web/20050318004701/http://hepsrv.phy.ncu.edu.tw:8000/2photon/index.html KEK加速器簡介]
* [http://www.sinica.edu.tw/~ams/instrument.html 中央研究院物理研究所AMS實驗儀器簡介] {{Wayback|url=http://www.sinica.edu.tw/~ams/instrument.html |date=20070525142823 }}
* [https://web.archive.org/web/20100327123558/http://www.mkt-intl.com/aerogels/index.html MarkeTech International Aerogels]
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