Місяць тому корейські дослідники одержали міцні та еластичні аерогелі, використавши «модний» графен. А тепер і NASA оголосило про схожі результати - правда, отримані набагато більш дешевим способом.

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