世界上最輕的物體是什么？

如果你走在街上，下班路上或者是遛彎途中，突然接受到一個臨時的采訪，只有一個問題：“請說出你認為最輕的東西？”你會撓撓腦袋，短暫思索，然后給出自以為正確的答案。如果你是一個耄耋之年的老人，對新鮮的科技鮮有耳聞，也許會說最輕的東西是棉花。如果你是一個剛剛學過物理的初中生，也許會說最輕的東西是靜電吸引的塵埃，當然，如果你也學了化學也許會說得更加微觀，比如電子或者質子。但嚴格來說，這些不能算是實物。如果你是個技術宅，關注科技前沿，那么你一定知道，目前世界上最輕的東西是“全碳氣凝膠”。

這東西到底有多輕，形容詞也許很難表達到位，所以科學家們想到了一個絕佳的展示方法，將一塊100立方厘米的“全碳氣凝膠”放在一朵正在盛開的花朵上，脆弱的花瓣毫不費力地支撐著這團看上去很重的“龐然大物”。

值得驕傲和自豪的是，這一成果是由我國浙江大學的科學家研究獲得的，最早于2013年2月18日在線發表在于材料科學界權威的學術雜志《先進材料》期刊上，并被《自然》（2013年2月28日的第494期）雜志在“研究要聞”欄目中重點配圖評論。這兩本雜志本身，就是對其成果的一個有力的肯定。

氣凝膠的發展研究非常快，2011年，美國HRL實驗室、加州大學歐文分校和加州理工學院合作制備了一種鎳構成的氣凝膠，密度為0.9毫克/立方厘米，創下了當時最輕材料的紀錄。過了一年，最輕的世界紀錄保持者就由德國科學家制造的一種名為“石墨氣凝膠”的材料所刷新，“石墨氣凝膠”的密度為每立方厘米0．18毫克。又過了一年，準確地說，僅僅過了三個月，浙江大學所研發的“全碳氣凝膠”就以每立方厘米0.16毫克的密度登頂世界最輕的記錄。研究人員還為這種“全碳氣凝膠”起了一個萌萌噠的名字叫做“碳海綿”，有沒有一種想要摸摸的沖動。

也許普通人對于每立方厘米0.16毫克的密度沒有概念，下面我們簡單做一個對比。在標準大氣壓下，空氣的密度約為每立方厘米1.29毫克。也就是說，這種物質幾乎是空氣密度的十分之一。“全碳氣凝膠”里面的顆粒達到了納米量級，所以可見光經過它時會發生瑞利散射①，恰似陽光穿透空氣一般。因此，如果它里面沒有參雜雜質，看上去會和天空發著幽幽的藍色，這為它贏得一個相當文藝的名稱，叫做“藍煙”。

可以看得出來，不管是“石墨”還是“全碳”，其后綴都是氣凝膠，那么，到底什么是氣凝膠呢？

簡單來說，氣凝膠是一種固體物質形態，世界上密度最小的固體。密度為3千克每立方米。氣凝膠的種類很多，有硅系，碳系，硫系，金屬氧化物系，金屬系等等。

氣凝膠又稱為干凝膠。乍一聽，感覺很奇怪，怎么又是“氣”又是“干”呢，看上去似乎有些矛盾。當我們深入了解氣凝膠的含義之后，就會發現這兩個稱呼都非常合理。凝膠脫去大部分溶劑，使凝膠中液體含量比固體含量少得多，或凝膠的空間網狀結構中充滿的介質是氣體，外表呈固體狀，這即為干凝膠，也稱為氣凝膠。

氣凝膠非常常見，我們的頭發和指甲也屬于氣凝膠的一種。另外，如明膠、阿拉伯膠、硅膠等都屬于氣凝膠。

看上去這種最輕的東西似乎弱不禁風，但其實，在很多高科技的領域，氣凝膠都有著前景可觀的應用。

首先，在粒子物理實驗中，會使用氣凝膠來作為切連科夫效應②的探測器。氣凝膠介于液體與氣體之低折射系數特性，還有其高透光度與固態的性質，具有傳統使用低溫液體或是高壓空氣的作法無可比擬的作用。另外，在航天領域，氣凝膠也發揮著不可或缺的作用。氣凝膠雖然看似脆弱，實則堅固，最高能承受1400攝氏度的高溫。它可以承受相當于自身質量幾千倍的壓力，在溫度達到1200攝氏度時才會熔化。此外它的導熱性和折射率也很低，絕緣能力比最好的玻璃纖維還要強39倍。俄羅斯“和平”號空間站和美國“火星探路者”探測器上，都使用了氣凝膠材料。

我國所研發的“全碳氣凝膠”可任意調節形狀，有著超強的彈性和延展性，被壓縮80%后仍可恢復原狀，已目前被報道的吸油力最強的材料。現有吸油產品一般只能吸自身質量10倍左右的液體，而“全碳氣凝膠”能吸收250倍左右，最高可達900倍，它對有機溶劑有超快、超高的吸附力。而且“全碳氣凝膠”只吸油不吸水，這一特性可用來處理海上原油泄漏事件，把“全碳氣凝膠”撒在海面上，就能把漏油迅速吸進來，因為有彈性，吸進的油又擠出來回收，碳海綿也可以重新使用。這樣，就達到了一舉兩得的效果。不僅治理了環境污染，又減少了經濟損失。

世界上所有的物質都發揮著不同的作用，一座山有一座山的作用，一粒微塵有一粒微塵的作用，不僅僅是那些鋼鐵機械和混凝土的摩天大樓對人類文明的進步做出著貢獻，這些世界上最輕物質的價值也不可忽略。又正如我們每個人都有各自的價值。

① 瑞利散射：一種光學現象，屬于散射的一種情況。又稱分子散射。粒子尺度遠小于入射光波長時（小于波長的十分之一），其各方向上的散射光強度是不一樣的，該強度與入射光的波長四次方成反比，這種現象稱為瑞利散射。由于瑞利散射的強度與波長四次方成反比，所以太陽光譜中波長較短的藍紫光比波長較長得紅光散射更明顯，而短波中又以藍光能量最大，所以在大氣分子的強烈散射作用下，藍色光被散射至彌漫天空，天空即呈現蔚藍色。

② 切連科夫效應指的是帶電粒子在透明介質中以極高的速度穿過時，會發出一種特殊的光的效應。