Привет, сегодня расскажу про новый синтезированный материал, который в ближайшем будущем будет использоваться во многих промышленных отраслях и не только.
Аэрогель - это твердый материал, который обладает совершенно другими характеристиками по сравнению с твердыми веществами и является самым легким твердым веществом, которое когда-либо было создано на Земле. Благодаря своим впечатляющим физическим и химическим свойствам он буквально озадачил научное сообщество.
Аэрогель был изобретен Сэмюэлем Стивенсом Кистлером. Самуил был очарован желе из-за его двойственной природы. Дело в том, что оно обладает свойствами жидкости и твердого вещества, являясь комбинацией обоих - пористая желатиновая структура удерживает воду внутри нее, создавая псевдо-вещество.
Физические свойства аэрогеля:
Аэрогель – полупрозрачный материал, т.к. на 97% состоит из воздуха, что также объясняет очень низкую плотность. Даже шестиметровый объект из этого суперинсулятора будет весить всего около 0,45 кг. Поскольку структура материала только на 3% состоит из твердого вещества (диоксид кремния и углерод), он очень хрупкий.
К другими уникальными физическим свойствам искусственного материала можно отнести невероятную теплоизоляцию (0,023 Вт/мК при 100°C) и звукоизоляцией от 10 до 1000 раз лучше, чем полиуретановые формы.
Как сделан аэрогель?
Аэрогель получается путем удаления содержания жидкости из геля и замены его воздухом, используя процесс, называемый золь-гель.
Каковы применения аэрогеля?
Физические характеристики аэрогеля сделали его одним из наиболее изученных искусственных материалов. В настоящее время его можно найти в косметических средствах, красках, гидрокостюмах и т.д. Он даже использовался для улавливания кометной и межзвездной пыли в миссии "Звездная пыль" НАСА.
Одно из современных применений аэрогеля включает использование его в качестве изоляционного материала для зданий.
Новое изобретение, названное хлопковым аэрогелем, в настоящее время набирает обороты в нескольких отраслях. Это открытие можно использовать в качестве изоляционного материала, который может заменить громоздкие пуховики.
Неожиданным применением является использование хлопкового аэрогеля в качестве устройства контроля кровотечения, при котором он вводится в рану и расширяется, оказывая давление и останавливая тем самым кровотечение.
Почему индустрия аэрогеля не процветает?
Зная, какими удивительными свойствами обладает аэрогель, возникает логичный вопрос, почему же эта технология еще не получила широкого распространения?
Для этого есть несколько причин. Первая – сложности при изготовлении, даже с учетом достижений последних лет. Размеры самой крупной панели, которой удалось создать в отрасли, были 90x90 см. И это результат работы высокоразвитых машинных технологий.
Самая высокая спецификация аэрогеля, доступная в продаже, - панели 30x30см.
Стоимость продукции является еще одним фактором, который мешает многим использовать или экспериментировать. Как результат, кремниевый аэрогель размером 2,5х2,5х1,0 см стоит более 50 долларов.
Отсутствие отраслей, связанных с производством, является еще одной причиной, по которой этот класс материалов не пользуются должной популярностью.
Многие ошибочно полагает, что из-за своего состава аэрогель является хрупким твердым телом. Не заблуждайтесь, материал прочный и может выдержать довольно большой вес. Однако его характеристики при растяжении не столь хороши.
Сегодня мы можем говорить о том, что достигнут прогресс в направлении упрощения процесса производства аэрогеля и улучшения его структурной целостности. Как только эти ограничения будут устранены, материал будущего сможет выйти на широкий рынок.
Аэрогель, несомненно, является одним из самых удивительных и полезных изобретений человека и обладает огромным потенциалом во многих формах и комбинациях.