日常生活中,我们看到的大多数物质,都能够被归纳到固体、液体和气体这三种物质状态里。不过,科学队长今天要介绍的这种物质,既不属于固体、也不属于液体,又不属于气体。但是呢,它却和固体、液体、气体有很多相似之处。它就是凝胶,凝胶是一种特殊的胶体。
泥水
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那什么是胶体呢?想象一下,如果你抓一把泥土进入水中,大块的砂砾会慢慢下沉到水底,泥土里类似食盐的物质则会溶解在水里形成溶液。此外,泥土中还有一些非常非常微小的土壤粒子,它们既不会下沉到水底,也不会溶解在水中,而是“手拉手”相互抱团,形成一个个稍大的土壤粒子分散在水中。
墨水是一种胶体
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科学家们把这种胶体颗粒分散在其他物质中形成的体系,称为胶体分散体系或者胶体。事实上,胶体在生活里无处不在。我们喝的牛奶,用的墨水和牙膏都属于胶体。
果冻是常见的凝胶
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胶体的组成可以有很多种,当固体胶体颗粒分散在液体或气体时,会形成一种很像固体的特殊胶体,这就是凝胶。其中,当固体胶体粒子分散在液体里时,就会形成液体凝胶,比如生活中常见的果冻、豆腐、果酱等。
尿不湿
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液体凝胶既不完全像液体,又不完全像固体,而是处于液体和固体中间的状态。因为液体凝胶这种特别的性质,它在我们生活中发挥了很大的作用。比如,婴儿用的尿不湿就是利用液体凝胶材料制成的。
尿不湿内部的凝胶
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液体凝胶中,胶体颗粒不是随意分散的,而是三五成群地聚在一起,形成一个个体积稍大的颗粒。这些颗粒之间再像渔网那样联结起来,从而形成了立体的网状结构。网眼间存在着大量的空隙。凝胶中的液体就可以很容易地在这些网状结构里找到藏身之处了。
豆腐放久后会出水变干
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液体凝胶除了可以吸水,还可以“出水”。如果液体凝胶放置在空气里太久的话,它们中有一部分网状结构会被破坏掉,原有的网状结构受到了挤压,水就从网眼里流出来了。科学家们称这种现象为凝胶的离浆作用。夏天西瓜放久了会往外流水,嫩豆腐放久了会出水,就是因为凝胶的离浆作用。
气凝胶有很好的隔热性
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固体胶体粒子除了可以分散在水中,也能分散在气体中形成气凝胶。气凝胶有很多不同于其他材料的特性。比如气凝胶有很好的隔热性,大约30厘米厚的气凝胶可以达到20到40块普通玻璃的隔热效果。气凝胶的密度很小,所以非常轻,可以达到和空气差不多的重量,应用前景十分广阔。
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