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科学家变废为宝 稻壳前景广阔 气凝胶将广泛应用
发布时间:2019-01-03

       马来西亚女科学家哈莉梅顿·哈姆丹以废弃稻壳为原材料提取出二氧化硅,成功制备出世界最轻固体之一的气凝胶。气凝胶是一种高科技耐高温绝缘材料,能用来保护建筑物免遭炸弹侵袭、吸附油污和空气污染物。但由于制备成本高昂,气凝胶一直未能得到广泛应用。哈姆丹2月29日说,经过7年不懈努力,她的工艺能将气凝胶制备成本降低80%,使其广泛应用变为可能。

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偶然发现

       哈姆丹找到稻壳做原材料源于8年前一次偶然经历。据美联社报道,哈姆丹2000年结束英国剑桥大学进修后返回马来西亚。她想在硅物质方面做些研究,但苦于找不到合适的原材料。一天傍晚,哈姆丹看到一期电视节目,其中提到,马来西亚农民正为收割后如何处理大量废弃稻壳而伤脑筋。哈姆丹灵光一闪:二氧化硅含量占一粒稻壳总重量20%,何不用稻壳作为原材料呢?随后,哈姆丹又读到一篇有关气凝胶的文章,得知获取这种材料所需原材料二氧化硅的成本高昂。至此,一个大胆的想法浮现在哈姆丹脑海。她开始着手以废弃稻壳为原材料提取二氧化硅,尝试制备气凝胶。历经7年努力,哈姆丹终获成功。她将自己通过这种方法制备出的气凝胶命名为“Maerogel”,即“马来西亚气凝胶”(Malaysian aerogel)的缩写。

成本骤降

       哈姆丹说,她的这一工艺将解决气凝胶制备成本高昂问题,把成本降低80%。她说,传统工艺中,每100克气凝胶的制备成本为300美元。相比之下,以废弃稻壳为原材料制备同等重量气凝胶仅需60美元。来自日本东京“国家新兴科学和创新研究机构”的科学家文森特·布莱克说,哈姆丹“似乎找到了奇迹般的解决方法”,让气凝胶变得便宜。气凝胶又被称为“冻结的烟雾”,由一名美国科学家于1931年发明。气凝胶的99%是空气,质量轻,又具有良好的隔热和隔音性能。此外,气凝胶绝缘性能良好,还能承受相当于自身重量2000倍的巨大压力。这些特性使气凝胶备受科学家和商家青睐,并得到初步应用。比如,英国体育用品制造商邓洛普公司利用气凝胶研发出新型壁球拍和网球拍,使其更加坚固耐用。气凝胶还能用来制造防弹板材。美国国家航空和航天局(NASA)还利用气凝胶能吸附油污和空气污染物的性能,于1999年在一个太空探测器中放置装有这种材料的手套,用来收集彗星颗粒。

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前景广阔
       虽然哈姆丹的研究尚处于试验阶段,但哈姆丹和一些科学家认为,这种新制备工艺将有助提升气凝胶的商用价值,应用前景看好。马来西亚政府已经为哈姆丹的项目提供6250万美元,用于推广气凝胶应用的相关研究。英国环保组织“冰圈”说,气凝胶的隔热性能是普通玻璃纤维的37倍。因此,哈姆丹说,这种材料的最大应用前景在于,人们家中墙壁可以涂上它,从而大大减少房屋供热和制冷需要。“冰圈”创始人雷努·梅赫塔说,从长远看,气凝胶还可能被用于减少温室气体排放。“我希望有一天,这种材料能用于多种行业,惠及人类,”哈姆丹在她位于马来西亚理工大学的实验室告诉美联社记者。