一、全碳氣凝膠具有哪些物理性質

1、全碳氣凝膠是(shi)一(yi)種黑色、不需依靠(kao)支撐物(wu)而豎立(li)的(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)，能被塑造(zao)成(cheng)多變(bian)的(de)(de)(de)形狀，可(ke)大(da)(da)至數立(li)方厘(li)米(mi)(mi)的(de)(de)(de)體積(ji)。它是(shi)一(yi)個由(you)具(ju)無縫互連的(de)(de)(de)網絡的(de)(de)(de)炭管(guan)狀物(wu)所組成(cheng)，管(guan)狀物(wu)具(ju)微(wei)米(mi)(mi)大(da)(da)小的(de)(de)(de)直徑，和(he)15納米(mi)(mi)厚(hou)的(de)(de)(de)墻(qiang)壁(bi)。基(ji)于其(qi)相對較小的(de)(de)(de)彎曲(qu)度和(he)相對較大(da)(da)的(de)(de)(de)墻(qiang)壁(bi)的(de)(de)(de)厚(hou)度，它的(de)(de)(de)墻(qiang)壁(bi)是(shi)和(he)炭納米(mi)(mi)管(guan)的(de)(de)(de)石墨烯(xi)狀的(de)(de)(de)外殼，以及(ji)玻璃碳在性質(zhi)上相異。

2、管道的(de)墻壁會斷開(kai)而且有皺褶，這個情況令全碳氣凝(ning)膠(jiao)(jiao)具有彈性的(de)特質。籍(ji)電(dian)子能量損失譜和電(dian)導(dao)(dao)率(lv)作測量，可確認全碳氣凝(ning)膠(jiao)(jiao)中(zhong)的(de)碳鍵具有sp2混成(cheng)的(de)性質。當(dang)外力擠(ji)壓(ya)，全碳氣凝(ning)膠(jiao)(jiao)的(de)電(dian)導(dao)(dao)率(lv)會上升，和它(ta)的(de)密度作比較，因此當(dang)被壓(ya)縮得愈緊密，導(dao)(dao)電(dian)性能便愈高(gao)。

3、基于全(quan)(quan)碳氣凝膠的(de)管狀、互連的(de)網絡的(de)結(jie)構，全(quan)(quan)碳氣凝膠比(bi)其他炭制(zhi)人(ren)造(zao)發泡物質（如硅膠氣凝膠）更能抵抗(kang)拉力。全(quan)(quan)碳氣凝膠可(ke)以維持很大的(de)彈(dan)性變形，并有很低的(de)泊松比(bi)。一(yi)個三毫(hao)米高的(de)全(quan)(quan)碳氣凝膠被壓至十分一(yi)毫(hao)米后，可(ke)以完全(quan)(quan)恢復至三毫(hao)米。全(quan)(quan)碳氣凝膠的(de)極限抗(kang)拉強度視乎材料密(mi)度。

4、最堅固(gu)的(de)(de)硅膠(jiao)(jiao)氣凝膠(jiao)(jiao)的(de)(de)極限抗(kang)拉強度(du)為16kPa，在張力下(xia)，所提供的(de)(de)密度(du)是是基于質量的(de)(de)測量，和為了(le)實驗也(ye)適用于其他結構的(de)(de)人造發(fa)泡物質的(de)(de)外在體積(ji)的(de)(de)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(ning)膠(jiao)微孔(kong)結構豐富，具備(bei)(bei)很強的(de)天然(ran)吸附(fu)能(neng)力。經(jing)過表面處理(li)后，碳氣(qi)凝(ning)膠(jiao)可以成(cheng)為一種新型(xing)環境保護材料。以海藻酸鈣為前體制備(bei)(bei)海藻酸鈣碳氣(qi)凝(ning)膠(jiao)，在(zai)(zai)油(you)水(shui)(shui)分離實驗探究中(zhong)，分別(bie)用15、18s將(jiang)水(shui)(shui)上油(you)和水(shui)(shui)下油(you)吸附(fu)完全，在(zai)(zai)污(wu)水(shui)(shui)處理(li)中(zhong)有巨大的(de)應用潛力。

2、相變保溫基材

面對極(ji)端(duan)環境(jing)變化，溫度和傳熱控制在高溫的防護服和航(hang)天設備上應用(yong)是極(ji)其重(zhong)(zhong)要的，CAs以優秀的高溫隔熱性(xing)能在相(xiang)(xiang)變材(cai)(cai)料(liao)中(zhong)有重(zhong)(zhong)要應用(yong)。碳氣凝膠(jiao)通過復合(he)其它材(cai)(cai)料(liao)提高材(cai)(cai)料(liao)性(xing)能，增大相(xiang)(xiang)變材(cai)(cai)料(liao)在基材(cai)(cai)負(fu)載(zai)量，來(lai)顯(xian)著提高材(cai)(cai)料(liao)熱穩定性(xing)。

3、超級電容器

超級電(dian)容器根據工作原(yuan)理分(fen)為雙電(dian)層電(dian)容器（EDLCs）和法拉第贗(yan)電(dian)容器2種(zhong)類型。前者(zhe)的基本原(yuan)理是一種(zhong)靜電(dian)吸引(yin)作用，后者(zhe)的工作原(yuan)理是電(dian)解質與電(dian)極表(biao)面之間發生的氧化還(huan)原(yuan)反應。研究學者(zhe)通(tong)過(guo)碳氣(qi)凝(ning)膠的改(gai)性(xing)制備，大(da)大(da)提高電(dian)容器性(xing)能，降低電(dian)容器開(kai)發成本。

4、其它

CAs是優(you)秀的電磁屏(ping)蔽(bi)材(cai)(cai)料(liao)。有研究學(xue)者合成(cheng)了一種石墨烯氣凝膠膜（GAF）展示(shi)出了優(you)異的電磁屏(ping)蔽(bi)性能，實驗(yan)表明，電磁屏(ping)蔽(bi)性能與膨脹程度呈現顯(xian)著的正相關，在多(duo)層結構中(zhong)厚度方向的膨脹顯(xian)著增強(qiang)了材(cai)(cai)料(liao)的屏(ping)蔽(bi)效(xiao)能。

CAs還(huan)有(you)望解決(jue)氫(qing)(qing)氣的(de)安全儲運問題。金屬摻雜的(de)CAs能(neng)把儲存的(de)氫(qing)(qing)分子分解為(wei)氫(qing)(qing)原(yuan)子，使更多(duo)的(de)氫(qing)(qing)進入到材料的(de)孔道結構中而(er)(er)沒有(you)爆炸(zha)風(feng)險，從(cong)而(er)(er)提高儲氫(qing)(qing)量。

綜上，在環保方面，碳氣凝膠可以用于(yu)污水(shui)處(chu)理、海水(shui)淡化、重金屬(shu)離子吸附、有機廢氣(qi)處(chu)理等，市場容(rong)量巨大；在節能保溫方(fang)(fang)面，通過深挖高端、微型(xing)化方(fang)(fang)式已經在航天、石油化工等領域初見(jian)市場應用；儲(chu)能方(fang)(fang)面，碳氣(qi)凝膠是(shi)用于(yu)制作(zuo)超級電(dian)容(rong)器的(de)最佳(jia)材料。未來，開發成(cheng)熟(shu)、低(di)成(cheng)本，可再生(sheng)和(he)生(sheng)物降解(jie)的(de)前體是(shi)碳氣(qi)凝膠大規模產業化生(sheng)產、應用和(he)減低(di)成(cheng)本的(de)發展(zhan)方(fang)(fang)向。