一、全碳氣凝膠具有哪些物理性質

1、全碳氣凝膠是一種黑色、不(bu)需依靠(kao)支撐(cheng)物而豎立(li)的(de)(de)(de)(de)物質，能被塑造成(cheng)(cheng)多變的(de)(de)(de)(de)形狀(zhuang)，可大至數立(li)方(fang)厘米(mi)(mi)的(de)(de)(de)(de)體(ti)積。它是一個(ge)由具無縫互連的(de)(de)(de)(de)網絡的(de)(de)(de)(de)炭管狀(zhuang)物所組成(cheng)(cheng)，管狀(zhuang)物具微米(mi)(mi)大小的(de)(de)(de)(de)直徑，和(he)15納米(mi)(mi)厚(hou)的(de)(de)(de)(de)墻壁(bi)。基于其相對較小的(de)(de)(de)(de)彎曲度(du)和(he)相對較大的(de)(de)(de)(de)墻壁(bi)的(de)(de)(de)(de)厚(hou)度(du)，它的(de)(de)(de)(de)墻壁(bi)是和(he)炭納米(mi)(mi)管的(de)(de)(de)(de)石墨烯狀(zhuang)的(de)(de)(de)(de)外殼，以及玻璃(li)碳在性(xing)質上相異。

2、管道(dao)的(de)墻壁會斷開而且有(you)皺(zhou)褶(zhe)，這個情況令(ling)全(quan)碳(tan)氣凝膠具有(you)彈性的(de)特質(zhi)。籍電(dian)(dian)子能量損失譜和電(dian)(dian)導率作測量，可確認全(quan)碳(tan)氣凝膠中的(de)碳(tan)鍵具有(you)sp2混成(cheng)的(de)性質(zhi)。當(dang)外力(li)擠壓(ya)，全(quan)碳(tan)氣凝膠的(de)電(dian)(dian)導率會上(shang)升(sheng)，和它(ta)的(de)密度作比較，因此(ci)當(dang)被壓(ya)縮得愈(yu)緊密，導電(dian)(dian)性能便愈(yu)高。

3、基于(yu)全碳(tan)(tan)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠的(de)(de)(de)管狀(zhuang)、互連的(de)(de)(de)網絡的(de)(de)(de)結構，全碳(tan)(tan)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠比其(qi)他炭制(zhi)人造發泡物質（如硅膠氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠）更能抵抗拉力。全碳(tan)(tan)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠可以(yi)維持很大的(de)(de)(de)彈性(xing)變形，并有很低的(de)(de)(de)泊松比。一個三毫(hao)米高(gao)的(de)(de)(de)全碳(tan)(tan)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠被(bei)壓至十分一毫(hao)米后(hou)，可以(yi)完全恢復至三毫(hao)米。全碳(tan)(tan)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠的(de)(de)(de)極限(xian)抗拉強度(du)(du)視乎材(cai)料密度(du)(du)。

4、最堅固的硅膠氣凝膠的極限抗(kang)拉強度(du)為16kPa，在(zai)張力下(xia)，所提供的密度(du)是(shi)(shi)是(shi)(shi)基于質(zhi)量(liang)的測量(liang)，和(he)為了實驗也適用于其他結(jie)構的人造發泡物(wu)質(zhi)的外(wai)在(zai)體積的測定。

二、全碳氣凝膠的應用領域有哪些

1、污水處理

碳氣(qi)凝膠(jiao)微孔結(jie)構(gou)豐富，具備很強的天(tian)然吸附能力。經過(guo)表面處理后，碳氣(qi)凝膠(jiao)可(ke)以(yi)成為一種(zhong)新型(xing)環境保護材料。以(yi)海藻酸鈣為前體制備海藻酸鈣碳氣(qi)凝膠(jiao)，在油(you)水(shui)分(fen)離(li)實(shi)驗探究(jiu)中，分(fen)別用15、18s將水(shui)上(shang)油(you)和水(shui)下油(you)吸附完全，在污水(shui)處理中有巨(ju)大的應用潛力。

2、相變保溫基材

面對(dui)極端(duan)環境變化，溫度(du)和(he)傳熱(re)控制在(zai)(zai)高(gao)(gao)(gao)溫的防護服(fu)和(he)航天設(she)備(bei)上應(ying)用(yong)是(shi)極其重要(yao)的，CAs以優秀的高(gao)(gao)(gao)溫隔(ge)熱(re)性(xing)(xing)能在(zai)(zai)相(xiang)(xiang)變材(cai)料(liao)(liao)(liao)中有重要(yao)應(ying)用(yong)。碳氣凝膠通過復合(he)其它材(cai)料(liao)(liao)(liao)提(ti)高(gao)(gao)(gao)材(cai)料(liao)(liao)(liao)性(xing)(xing)能，增大(da)相(xiang)(xiang)變材(cai)料(liao)(liao)(liao)在(zai)(zai)基材(cai)負載量，來顯著提(ti)高(gao)(gao)(gao)材(cai)料(liao)(liao)(liao)熱(re)穩定性(xing)(xing)。

3、超級電容器

超級電(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)根據(ju)工作(zuo)原理分為(wei)雙電(dian)(dian)層電(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)（EDLCs）和(he)法(fa)拉第贗電(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)2種類型。前者(zhe)(zhe)的基本(ben)(ben)原理是一(yi)種靜電(dian)(dian)吸(xi)引作(zuo)用(yong)，后(hou)者(zhe)(zhe)的工作(zuo)原理是電(dian)(dian)解(jie)質與電(dian)(dian)極表面之間發(fa)生的氧化還原反(fan)應。研究學者(zhe)(zhe)通過碳氣凝膠的改性(xing)制備，大(da)大(da)提高電(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)性(xing)能，降低電(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)開發(fa)成本(ben)(ben)。

4、其它

CAs是優秀的(de)電(dian)磁(ci)屏(ping)蔽(bi)(bi)材料(liao)。有(you)研(yan)究(jiu)學者合成了一種石墨(mo)烯氣凝膠膜（GAF）展示出了優異的(de)電(dian)磁(ci)屏(ping)蔽(bi)(bi)性能，實驗表明，電(dian)磁(ci)屏(ping)蔽(bi)(bi)性能與膨脹程度(du)呈現顯著的(de)正相關，在多層結構中厚度(du)方向的(de)膨脹顯著增強了材料(liao)的(de)屏(ping)蔽(bi)(bi)效能。

CAs還有望(wang)解決(jue)氫氣的(de)安(an)全儲運問(wen)題(ti)。金屬摻(chan)雜的(de)CAs能把儲存(cun)的(de)氫分(fen)子分(fen)解為氫原子，使更(geng)多的(de)氫進入到材(cai)料(liao)的(de)孔道(dao)結構中而(er)沒有爆炸風(feng)險，從而(er)提高儲氫量。

綜上，在環保方面，碳氣凝膠可以用于污水處理、海水淡化(hua)、重金屬離子吸附、有機廢氣(qi)處理等，市場容量巨大；在節能保(bao)溫方(fang)面，通過深挖(wa)高端(duan)、微型(xing)化(hua)方(fang)式已經(jing)在航天、石油化(hua)工等領域(yu)初見市場應用；儲能方(fang)面，碳(tan)氣(qi)凝膠是用于制作超級電容器的最佳材料。未來，開(kai)發成熟、低(di)成本(ben)，可再生和(he)生物降解(jie)的前(qian)體(ti)是碳(tan)氣(qi)凝膠大規模產(chan)業化(hua)生產(chan)、應用和(he)減低(di)成本(ben)的發展(zhan)方(fang)向。