世上最輕固體「氣凝膠」　99.8%空氣　超強隔熱實驗影片瘋傳

老牌YouTube科學教育頻道「Veritasium」日前發布影片，介紹發明於1931年，目前是世上最輕、密度最小的固體「氣凝膠」（Aerogel），講解氣凝膠發明原因、製作過程、隔熱性實驗與當前的用途，在YouTube已達1千萬次觀看。

片中Veritasium創辦人穆勒（Derek Muller）拿著的氣凝膠質量僅1.22公克，在光照下接近透明，只比等量空氣的質量要重上幾倍。這塊氣凝膠有99.8%是空氣，有些太輕的氣凝膠一抽掉空氣，密度甚至會變得比空氣還要低。

【圖輯】世上最輕的固體「氣凝膠」（點圖放大）↓↓↓

氣凝膠的特性就是隔熱性絕佳，為此穆勒特別前往美國麻州波士頓的氣凝膠技術公司（Aerogel Technologies）進行驗證，將巧克力兔子分別放到玻璃培養皿與氣凝膠墊子上，接着用本生燈（Bunsen burner）進行高溫加熱。

實驗顯示，加熱才1分多鐘，玻璃培養皿上的巧克力兔子就開始融化、冒出白煙，逐漸從底端開始變成液態，加熱近1分50秒時，玻璃培養皿甚至因高熱而裂開。巧克力兔子隨即向側邊倒下，露出差不多已經變成中空的底部。

接著換氣凝膠墊子登場，加熱近3分鐘的巧克力兔子仍沒有溶化跡象，熱像儀則可見到巧克力兔子周圍開始變熱，但緊貼氣凝膠墊子的底部沒有變化。直到4分鐘出頭，巧克力兔子才開始變軟，穆勒大膽用手指碰觸氣凝膠墊子，感覺也只是變暖。直到接近6分整時，巧克力兔子才因重心不穩摔下氣凝膠墊子。

根據克努曾效應（Knudsen effect），在納米級多孔材料中，熱很難在氣凝膠下的空氣分子快速移動，也就不容易擴散穿越，將熱傳導到頂部，這讓氣凝膠成為優質的隔熱體，不因為成分為九成九的空氣，就代表熱學性質相同，反而比空氣有更好的隔熱性。

美國聯邦航太總署（NASA）將氣凝膠隔熱體用在多輛火星漫遊車上，避免電子元件在火星地表的夜晚變冷。同時，氣凝膠也因低密度等特性，被用於捕捉彗星塵。目前科學家則致力於降低氣凝膠的成本，同時改善缺陷。