Найден дешевый и эффективный способ создавать суперлегкий и прочный материал — аэрогель. Ученые подсмотрели идею у стрекоз, крылья которых напоминают структуру аэрогеля. Результаты исследования были опубликованы в журнале Advanced Materials.
Аэрогели — это очень легкие, твердые и жаропрочные материалы. Их получают из различных гелей на основе диоксида кремния, оксидов алюминия, хрома и других веществ. При специальных условиях из геля удаляют воду и замещают ее газом, получая пористую структуру. Причем полости в аэрогелях занимают до 99% от общего объема. Несмотря на такую низкую плотность (кубический метр такого материала может весить всего 1 килограмм), аэрогель может выдерживать гигантские нагрузки. Еще одно важное свойство аэрогеля — очень низкая теплопроводность, поэтому его часто используют в качестве теплоизоляционного материала. Международная группа ученых разработала новую технологию, которая позволяет создавать аэрогели без высоких энергетических и финансовых затрат.
Главная задача при создании аэрогеля — «выгнать» из исходного геля всю воду, заменив ее воздухом, при этом оставшееся вещество не должно слипнуться. Существующие способы создания аэрогелей предполагают сильное нагревание вещества под высоким давлением. Такие технологии требуют больших затрат энергии и денег. Из-за этого уникальный по свойствам материал используется не так широко.
Авторы нового исследования предложили высушивать гель не с помощью давления и высокой температуры, а при обычных условиях с использованием пищевой соды (гидрокарбоната натрия). Ученые подсмотрели идею у стрекоз, которые вырабатывают молекулы гидрокарбоната натрия, чтобы высушить свои крылья при переходе из стадии личинки во взрослое состояние. Исследователи применили тот же метод и добавили соду в гель, а затем провели химическую реакцию, в процессе которой из соды стал выделяться углекислый газ. В результате газ оказался «пойман» в высушенном геле, и образовалась прочная пористая структура.
По заявлению ученых, созданная технология удешевила создание аэрогелей на 96%, сделав его практически бесплатным. Авторы надеются, что с использованием их разработки уникальный материал станет широко применяться, например, для создания теплоизоляции.
Источник: indicator.ru
