Сегодня хочу рассказать вам,что такое аэрогель. Аэрогель - это самый легкий наименее твердый материал. Он всего лишь в несколько раз тяжелее воздуха, по сути это почти он и есть, аэрогель состоит на 98,8% из воздуха.
Аэрогель обладает поражающими теплоизоляционными свойствами.
История создания
В 1931 году профессор Стивен Кистлер поспорил со своим коллегой Чарльзом Лерндом. Спор, как бы то странно не звучало был о желе. Желе включает в себя две фазы - твердую и жидкую. По большей части это жидкость, однако она включена в трехмерную твердую структуру. Спор был о том, можно ли удалить из желе жидкость, так, что бы при этом твердая часть не была повреждена вовсе.
При выпаривание жидкость испаряется, но при этом твердая часть сжимается.
Стивен Кистлер догадался, что одну жидкость внутри желе можно заменить на другую. Например можно заменить воду спиртом, а затем, если положить желе в камеру высокого давления. Нагреваясь при высоком давление вещество достигает критической точки и переходить в полужидкое полу газообразное состояние. Это состояние имеет название - сверхкритическая жидкость.
В этом состояние газ и жидкость является по сути одним и тем же. Молекулы теряют связи.
После того, как в камере происходит сброс давления и остается лишь твердый скелет, 1% от общей массы геля. Теперь нанопоры заполняет не жидкость, а газ. Это и есть аэрогель.
Создатель аэрогеля очень много экспериментировал и превращал в аэрогель все подряд: куриные яйца, различную резину, нитроцеллюлозу и помимо всего этого диоксид кремния.
Поры диоксида кремния заполняют жидким углекислым газом, а затем переводят в сверхкритическое состояние.
Несмотря на то, что аэрогель состоит из воздуха, можно предположить, что тепло он проводит так же, однако его теплопроводность в несколько раз меньше.
Применение
NASA использует аэрогель для теплоизоляции марсоходов, ведь нельзя допустить, чтобы электроника на марсоходах замерзала. NASA не планирует отказываться от использования аэрогеля.
Но это не единственное его применение, также с помощью аэрогеля ловят частицы из хвоста кометы, в рамках миссии Star Dust. Частицы летят со скоростью примерно 6 км/с и благодаря малой плотности, но высокой пористости, частицы попадающие внутрь тратят энергию на разрушение внутренней структуры аэрогеля и в конце концов просто застревают.
Аэрогель благодаря своей низкой теплопроводности открывает огромные возможности в будущем. Ведь вместо толстого слоя теплоизоляционной ваты, можно использовать пару сантиметров аэрогеля и это не единственное применение.
Разработка
Сейчас ученные пытаются сделать производство дешевле, а сам материал крепче. Они уже достигли больших результатов. Например раньше все аэрогели были гидрофильными, то есть если на него попадала вода, по сути он становился бесполезным, однако аэрогели сейчас лишены этого недостатка.
Если эта статья была вам полезна и вы хотите видеть больше статей на такие темы, дайте мне знать, поставив лайк. А чтобы не пропускать новые статьи подпишитесь на канал, здесь будет еще много чего интересного.