NASA розробило неймовірно міцний та гнучкий аерогель на основі поліімідів |
Sunday, 30 September 2012 |
Більшість спроб зміцнення аерогелю ґрунтується на нанесенні на його поверхню шару полімеру, що рівномірно розподіляє навантаження на більш значну ділянку матеріалу, самогo по собі занадто нещільного і нееластичного, аби ефективно розподіляти зовнішні сили. Так от тільки такі методи дорогі і затратні за часом, а полімери, що наносяться на поверхню, рідко можуть витримувати значні температури. Але ж аерогелі тим і хороші, що є фантастично ефективними теплоізоляторами. Замість цього група розробників із NASA під керівництвом Мері Ен Б. Мідор спробувала виготовити з полімерного матеріалу не просто покриття а... власне сам аерогель.
Розміри пор починаються з 10 нм, що зумовлює виняткові теплоізоляційні властивості матеріалу. Крім того, йому під силу витримати вагу автомобіля, нехай навіть і невеликого. (Тут і нижче фото NASA.) Полііміди на зразок того ж каптона можуть витримувати температури від абсолютного нуля до +400 °C і при цьому мають високу температуру склування. Так чому б на їхній базі не створити аерогель? Нажаль, традиційні методи виробництва аерогелів для цього не підходять. Коли гель на основі полііміда обезводнюється, його розміри дуже сильно зменшуються, даючи занадто щільний матеріал з відповідно більш високою теплопровідністю. Щоб обійти проблему, у NASA поєднали лінійний поліімід із сітчастим для створення тривимірного ковалентного полімеру. Коли така суміш була піддана надкритичному нагріванню (операції, що і перетворює гель в аерогель), з'ясувалося, що готовий продукт має щільність у 0,14 г/см3 і має 90% пористості. Пористість, звичайно, не рекордна, а щільність зависока для нормальних аерогелів, але фінальна теплопровідність потрапила у цілком прийнятний діапазон.
Аерогель настільки міцний, що його можна багаторазово згинати і м'яти. Без найменшої втрати властивостей. Головне: новий клас аерогелів на поліімідній основі обіцяє бути відносно недорогим у виробництві, на відміну від згаданого вище продукту із графеновим покриттям. А опір стисненню у 100 разів перевершує кращі показники існуючих аерогелів, при міцності у 500 разів більш високій, ніж в аерогелів на базі діоксиду кремнію. Перспективи, на думку розробників, у нового матеріалу «величезні». Тонкий одяг із теплопровідністю шуби, теплоізоляція труб, будинків (говорять, що 6 мм такої речовини «рівні» 76 мм скловати), наметів, спальних мішків - загалом, спектр застосування надзвичайно широкий. Ну а поки, до повного налагодження техпроцесу виробництва новинки (і калькуляції його конвеєрної вартості), NASA хоче обмежитися виготовленням абляційного теплового щита - на зразок пластикового SpaceX'івського, «тільки міцнішого та більш термостійкого». За рахунок, звісно, новітньої аерогелевої основи.
Джерело: InfoNova.org.ua За матеріалами: science.compulenta.ru
Наступні новини у розділі:
Попередні новини у розділі:
|