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2026-07-04
星期六
当前报纸名称:金华晚报

“陶瓷气凝胶”科技探秘

日期:06-17
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版面:第06版:互动空间       上一篇    下一篇

羽绒和羽绒服(无数细小绒丝交织形成密布的微小空气囊)

羽绒和羽绒服(无数细小绒丝交织形成密布的微小空气囊)

聚乙烯泡沫板

近年来,随着科技进步与工业需求升级,材料科学领域创新热潮高涨。例如:我国研发的弹性陶瓷纳米纤维气凝胶(简称“陶瓷气凝胶”),引入特殊材料与结构设计,具备超轻、耐高温、隔热性优异等性能。

实测中,研究人员将4毫米厚的陶瓷气凝胶覆于手臂,用丁烷高温喷枪喷射超1000℃火焰,五六秒后移开,气凝胶正面仅现轻微灼痕,与皮肤接触一侧无温度变化,隔热防护能力达国际领先水平。小金同学认为陶瓷气凝胶的隔热性质与它的结构密切相关,于是他提出问题:陶瓷气凝胶的内部结构是怎样的呢?

(1)观察归纳——从生活情境中提炼共性。下表是小金同学将一些具有隔热性能的生活物品分类后找到的一些共同的结构特点,请帮他补充完整。(见表1)

(2)根据小金同学对隔热材料的结构分析,请你对陶瓷气凝胶的结构提出合理的猜想 ▲

(3)小金同学想继续探究一定条件下同种材料的隔热性能与内部孔结构的关系。为此,他设计了如下两套实验装置展开探究,且这两个实验方案均具备可行性。请从其中选取一套装置,描述出现什么现象可说明材料内部孔多而小,其隔热性能越佳。(注:隔热材料A、B是厚度、体积相同的同种材料,A材料内部孔大而少,B材料的内部孔多而小)

你选择装置 ▲ 现象是 ▲

(4)陶瓷气凝胶所具备的优异隔热性能可应用于诸多领域,请列举一个其能够应用的具体场景 ▲ (仅需列举一例)

表1 物品种类 结构特点 隔热原理

第一类 1.加厚不锈钢外壳 都有真空层 真空隔热

2.真空玻璃层

3.隔热镀银夹层

4.真空玻璃层

第二类 聚乙烯泡沫板 都有 ▲ 结构 多孔状隔热

羽绒和羽绒服

(无数细小绒丝交织形成密布的微小空气囊)

第三类 第一层 铝膜反光层 都采用了间隔层和反射层的复合结构

第二层 气泡层

第三层 隔热层 层状隔热

第四层 气泡层

第五层 铝膜反光层

遮阳板

外卖箱的保温材料

上期参考答案:

(1)竖直向上;不变。

(2)②;10分钟刻度应标在初始刻度上方4cm处。

(3)漏壶水位下降导致出水孔处液体压强减小,滴水速度变慢; 上密下疏。

(4)多级播水壶可保持最下一级播水壶的液面高度恒定,使滴水速度均匀稳定;2;减小2号杯的滴水孔径(或减小3号杯的横截面积,合理即可)。

(5)熟练水平;发展水平;

改进建议示例:

①优化滴水孔的孔径精度,采用更小的恒定滴速设计,将5分钟误差控制在20秒内;

②在表盘位置添加漏刻文化相关的创意配文,提升文化内涵。

本期专家团队名单:

供稿/浙师婺外 李旭航

审稿/金华市教育教学研究中心 葛新福

温馨提醒:本期答案和解析将在下期公布,敬请关注。