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一棵青木:上太空的御寒材料,成本被中国制造压到了平民级|2024-11-29

太空是一种非常极端的环境,又冷又热,空间站向阳面温度可达150,背阳面温度则低于-100℃
因此宇航服需要具备极强的温度隔绝能力,对材料的要求特别高。
气凝胶,美国科学家Kistler于1931年在实验室使用二氧化硅制得,由大量纳米多孔结构组成,密度为3毫克/立方厘米,仅为空气密度的2.3倍,是人类目前已知的最轻固体,外号 “凝固的烟”,曾作为“世界上密度最低的固体”入选《吉尼斯世界纪录》,是21世纪公认的世界十大新材料之一。
这东西的成分除了二氧化硅就是空气,是人类目前已知导热性最低的固体,而且在温度达到1200摄氏度的时候才会开始慢慢融化,因此短时间内呆在1300摄氏度的环境下没有问题,还特别轻,因此是太空航天中不可替代的材料。
美国宇航局NASA资深科学家马克·克拉杰沃斯基曾表示:
只要在宇航服中加入一个18毫米厚的气凝胶层,那么它就能帮助宇航员扛住1300℃的高温和零下130℃的超低温。
这是我见过的最有效的恒温材料。 
美国的宇航服及“火星探路者”探测器,俄罗斯的“和平”号空间站,采用的隔热保温材料都是气凝胶。
这肯定是个好东西,但长期以来都是太空宇航的专属材料,因为制备麻烦成本太高,和老百姓没啥关系。
中国成功研发突破气凝胶后,工业思维发动,不断的想办法降低其成本,每年都把成本暴降一截,最后把这东西的价格降到了平民级。
成本太低有很多好处,但也有弊端,那就是没利润了,除非销量大幅扩大,可太空宇航用不了太多材料,于是就有公司想着能不能把这东西做成平民装备卖出去,把研发成本摊薄一下。
最开始是直接仿照宇航服的模式,把面料和里料之间的填充物改成了气凝胶,这样就诞生了一款特别薄,但保暖性能超越羽绒服的新型服装。
确实很薄,但不够蓬松,和人体的贴合不够紧密,寒气可以从缝隙里进来。
太空服可以全密封,但在地球上使用的服装肯定不能这样,尽量塞满缝隙同样非常重要,同时足够蓬松的填充物也可以让衣服很舒适。
羽绒服就是人类同时兼顾舒适和保暖的最佳服装,气凝胶想做成服装就绕不开和羽绒服的竞争。
改进之后,面料和里料之间的填充物就分为了两层,一层是气凝胶,一层是气凝绒。
气凝绒由聚酰亚胺和高性能保暖弹性纤维制成,为高分子材料,是一种广泛用于大量行业的蓄热保暖材料,也是从航空航天领域扩散开的。
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