近日，國際材料學領域頂級學術期刊《先進材料》發表了一項來自中國科學家的成果，中科大俞書宏院士團隊和梁海偉教授課題組發現了一種通過熱解化學控制，將結構生物材料轉化為石墨碳納米纖維氣凝膠材料的新方法。通過這種方法取得的材料性能優異，超輕超彈可經受零下100攝氏度到零上500攝氏度的“冰火考驗”。

輕盈、堅韌、具備“超彈性”、耐得住高溫、受得了低溫，很多材料具備其中一種或幾種特性，但能夠全部具備的少之又少，是航空航天、軟體機器人、機械緩沖、能量阻尼等領域炙手可熱的理想材料。近年來，國際科學界希望通過碳納米管和石墨烯來研制出這樣的材料，但是不僅面臨工藝復雜的困難，還只能制備出毫米級尺寸的“小物件”，尺寸再增大樣品就會坍塌。

在頻繁的失敗面前，自然界成了科學家嘗試突破的方向，然而這一希望也很快宣告破滅。縱然有些生物材料具備優異的力學性能，但它們純有機或含有機的復合結構，一般只能在很窄的溫度范圍工作。例如人體的肌腱，就是一種很好的抗疲勞材料，可以不斷地拉伸，但它只能在人的體溫范圍內正常運行。

就像木頭又輕又韌，但誰都知道它不耐高溫，因此木頭甚至不能出現在摩擦力較大的關鍵結構上，但如果把碳以外的元素都拿走呢？俞書宏院士團隊和梁海偉教授課題組的熱解化學控制，就是借鑒自然界中的一些天然材料的結構，去除其中的氫、氧元素，只留下碳，最終將結構生物材料轉化為石墨碳納米纖維氣凝膠材料。

實驗驗證表明，新型石墨氣凝膠材料具備優異性能，每立方厘米重量6毫克左右，經歷200萬次壓縮循環后仍能保持超彈性而不變形，在零下100攝氏度到零上500攝氏度的溫度范圍內均能保持超彈性和抗疲勞性能，在航天太陽能電池、超級電容器、能量緩沖和壓力傳感裝置等領域具有重要應用前景。

氣凝膠并不是最近才有的材料類型，早在1931年，人們就用二氧化硅制造出了它。氣凝膠的內部有很多孔隙，孔隙里面充滿空氣，所以非常輕。為了形容它的輕，人們還給它取了一個外號——凝固的煙。2011年，美國科學家以鎳材料做出的氣凝膠，成為了當時世界上最輕的材料，在真空中，1立方厘米的這種氣凝膠只有0.9毫克重，比空氣還要輕。

氣凝膠其實是一種固體物質形態，也是世界上密度最小的固體，由于其極低的密度、高比表面積和高孔隙率，從而能表現出獨特的光學、熱學、聲學、及電學性能，在眾多領域之中都具有廣泛的應用前景。但以往人們難以通過經濟實用的方式大量制備，不過中國科學家的發現讓這種新材料可“大尺寸”、大批量合成，并具有生物材料的經濟優勢，相信這種材料很快會在相關領域嶄露頭角。