В коробках из-под обуви, в пакетах для вяленого мяса и в пузырчатой пленке для телевизоров лежат крошечные белые пакетики с очень четким предупреждением: «НЕ ЕШЬТЕ».
Это пакеты с силикагелем — средством для людей, которые везде и всегда хотят поддерживать в своих продуктах идеальную влажность. Пакеты способны удерживать высокое количество влаги — до 40 процентов своего веса. Это возможно благодаря соответствующей химической структуре молекул диоксида кремния, из которых состоит силикагель.
Как правило, потребители сталкиваются с данным веществом именно в таких пакетиках. Однако силикагель может быть и там, где мы совсем не подозреваем.
Технически пакеты с силикагелем являются влагопоглотителями — более широкой категорией материалов, которые впитывают влагу. К таким веществам относится бентонитовая глина, полученная из вулканического пепла, хлорид кальция и другие химические соединения. Все влагопоглотители используются с одной целью: чтобы вода не попадала на вещи или продукты, которым недопустимо быть влажными.
Например, электроника (хоть она и выглядит полностью защищенной) нуждается в защите от влаги. Вода в воздухе просачивается между швами оболочки и может впитаться непосредственно через пластик. Влага также проникает в упаковку пищевых продуктов, портит хрустящие свойства закуски и способствует росту плесени.
Как работает силикагель? Пакеты с силикагелем впитывают влагу, когда ее слишком много, а если воздух становится слишком сухим, то выделяют часть воды, которую они уже впитали. Сам гель представляет собой смесь воды и кремнезема — основного компонента песка. Вместе ингредиенты образуют гранулы, которые, как можно увидеть при внимательном рассмотрении, состоят из молекулярных сеток и имеют почти губчатую структуру.
Все крошечные промежутки между этими молекулами — вот что позволяет гелю так хорошо удерживать воду. Вода из влажного воздуха конденсируется на твердых частицах силикагеля. Капли постепенно накапливаются и вступают в контакт с растущими отложениями влаги на близлежащих молекулах геля. В конце-концов они сливаются.
Вода образует мосты в полостях, разделяющих частицы. Молекулы воды плотно прилегают друг к другу и к силикагелю, заполняя внутреннюю структуру каждой гранулы в пакете. Благодаря этому каждый пакет кажется сухим, даже если он относительно насыщен.
Исследования и научные разработки. Поскольку силикагель удерживает воду, которая конденсируется на его химической структуре, то возможен и обратный процесс. Путем нагревания можно разорвать относительно слабые связи между силикагелем и водой, и тогда влага испарится.
Вот почему группа инженеров из Технического университета Дании исследовала, может ли электроника обеспечить достаточно тепла, чтобы высушить влагопоглотители внутри их пластиковых корпусов. Если эти всасывающие влагу добавки будут выполнять свою работу, когда устройства выключены, то, возможно, тепло, выделяемое технологией при включении, может удалить влагу, впитываемую влагопоглотителями, и продлить их работу.
Ученые обнаружили, что силикагель может не лучшим образом реагировать на тепло от электронного устройства, но другие осушители могут справиться с этой задачей. Исследователи постоянно экспериментируют с пакетами силикагеля и другими осушителями, чтобы увидеть, на что способны эти материалы.
Команда микробиологов, например, поместила образцы бактерий Streptococcus pneumoniae в отдельные пакеты и обнаружила, что силикагель хорошо справляется с поддержанием жизни потенциального патогена во время транспортировки между лабораториями.
Исследователи также разработали разные форматы силикагеля. Для случаев, когда производителям требуется более тонкая или более дисперсная технология удаления воды, инженеры создали тонкие листы и порошковые версии силикагеля.
Аэрогели — разновидности силикагеля, которые представляют собой своего рода твердую пену. Они обеспечивают хорошую влагоизоляцию обуви, а также марсоходов.
Что будет, если съесть силикагель? Несмотря на универсальность силикагеля, в качестве закуски его использовать нельзя. На самом деле, силикагель не токсичен. Если кто-то проглотит пакет, его содержимое, скорее всего, не вызовет заболевания.
Самая большая проблема — это подавиться самой упаковкой. Такие случаи обычно происходят с детьми. И для некоторых других осушителей, которые более токсичны, это может быть проблемой. Например, оксид кальция может вызвать химический ожог.
