氣凝膠作為21世紀(jì)最為前沿的高分子納米保溫材料,其效果明顯優(yōu)異,展示了獨(dú)有的性能,那么它的憎水性,以及保溫性到底是怎么實(shí)現(xiàn)的,今天就由我為大家來解密。
首先我們要了解下氣凝膠的概念:氣凝膠,又稱為干凝膠。當(dāng)凝膠脫去大部分溶劑,使凝膠中液體含量比固體含量少得多,或凝膠的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中充滿的介質(zhì)是氣體,外表呈固體狀,這即為干凝膠,也稱為氣凝膠。
其中碳?xì)饽z,石墨烯氣凝膠是一種高彈性、強(qiáng)吸附材料,可以吸附有機(jī)物。這一特性可用來處理海上原油泄漏事件――把碳海綿;撒在海面上,就能把漏油迅速吸進(jìn)來,因?yàn)橛袕椥?,吸進(jìn)的油又?jǐn)D出來回收,碳海綿也可以重新使用。而且不會(huì)吸水。
碳海綿作為氣凝膠是具有憎水性的,那么問題來了,氣凝膠的具有大量空氣孔洞,為何不會(huì)吸水呢?
本著鉆研探究的心態(tài),我們來研究下水是如何浸入物體材料中的,一種是孔隙率很大的物質(zhì),水浸入空隙達(dá)到吸水的功效,或者孔隙大于水分子,均會(huì)有吸附水的能力。另一種是材料的自由基吸水特性,表現(xiàn)出的親水能力。平常我們所見的物質(zhì)大多原子緊密排布,不能親水。像金屬原子都是沒有留有任何空隙給其他物質(zhì)填充,除非發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酸堿等因素,溶解。
氣凝膠雖然留有大量孔洞,但有一點(diǎn),這些孔洞是封閉和半開口的,所以同樣水是無法進(jìn)入氣凝膠顆粒的實(shí)體當(dāng)中去。以此來達(dá)到疏水的特性。這樣理解是不對(duì)的,因?yàn)樵谥苽鋾r(shí),無法將氣凝膠里面抽空的,所以肯定為另一種OR基憎水性來實(shí)現(xiàn)的。而這種有機(jī)體是溶于有機(jī)物而不溶于水的,所以造成了石墨烯氣凝膠的吸油不吸水的特性。
羥基及OH是親水的,疏水是因?yàn)槎趸璞砻婕尤肓耸杷鶊F(tuán)。所以氣凝膠又是可以從制備上做成兩種類型的材料,這就是氣凝膠的神奇之處。