Аэрогели являются одними из самых легких твердых материалов, известных человеку. Они создаются путем соединения полимера с растворителем с образованием геля, а затем удалением жидкости и заменой её воздухом.
Аэрогель твердый на ощупь и имеет низкую плотность. Этот полупрозрачный материал считается одним из лучших теплоизоляционных материалов, так как он очень пористый. Однако поры так малы, что их величина лежит в нанометровом диапазоне, и их невозможно увидеть человеческим глазом. Именно это обстоятельство делает аэрогели лучшими теплоизоляторами, так как молекулы воздуха не в состоянии проникнуть сквозь нанопоры.
С момента их изобретения, аэрогели в основном делались на основе кремния и успешно применялись для различных целей, таких как обеспечение изоляции марсоходов. Также они используются и для коммерческих нужд, например, для создания полупрозрачных панелей дневного освещения.
Однако аэрогели на основе кремния имеют ограниченное применение, так как они очень хрупкие.
Хотя аэрогель был изобретен еще в 1930-х годах, в Центре исследований НАСА разработали две передовые методики создания новых типов аэрогелей, которые могут изменить наши представления о теплоизоляции.
Первый метод заключается в создании аэрогеля, усиленного полимером. Внутренняя поверхность аэрогеля покрывается тонким слоем полимера, что значительно укрепляет его. Новый материал имеет все положительные качества традиционного аэрогеля, но является гораздо менее хрупким.
Второй метод - это создание аэрогелей, полностью изготовленных из полимеров. Они будут чрезвычайно прочными и гибкими и могут послужить материалом для создания гибких тонких пленок.
Ученые НАСА сейчас работают над проектом под названием Hypersonic Inflatable Aerodynamic Decelerator (HIAD) – сверхзвуковой надувной аэродинамический тормоз. Это устройство представляет собой надувную капсулу, которая укладывается внутри космического корабля. Перед входом в атмосферу, HIAD надувается и становится твердым. Это помогает замедлить корабль и благополучно приземлиться на Земле, Марсе, или другой планете, у которой есть атмосфера.
Присутствие кремния в составе аэрогеля лишает его гибкости, поэтому в НАСА был разработан способ создания аэрогеля полностью из полимеров. Новый аэрогель гибкий, его можно трансформировать в очень тонкую пленку, и он устойчив при высоких температурах.
Аэрогели на основе полимеров имеют те же преимущества, что и традиционные. Столь же легкий вес, ту же теплопроводность, однако имеют гораздо большую прочность и долговечность, а также возможность быть в виде тонкой пленки.
Другие центры НАСА выразили заинтересованность в дальнейшем изучении полимерных аэрогелей в таких областях, как криогеника или космические скафандры следующего поколения. Этот материал идеально подходит для использования в вакууме, а также на Луне и других планетах.
Промышленные круги также обратили внимание на возможность использования таких аэрогелей в холодильном производстве, строительстве, реставрации исторических зданий.
Новые полимерные аэрогели имеют большой потенциал для применения в космосе, на других планетах и на нашей Земле. Они легки, прочны и чрезвычайно эффективны для изоляции и предотвращения утечки тепла. Новые открытия выявили целый мир возможностей для этого универсального материала.
По материалам www.nasa.gov
Понравилась статья? Нажми на кнопку и расскажи друзьям:
0 comments:
Отправить комментарий