12 декабря 2011

Аэрогели: тоньше, легче, сильнее


   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 коммент.:

Отправить комментарий

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...

Популярное

Новое

  • Марсианский лабиринт
  • Blogger
    Фонтаны Энцелада на фоне колец Сатурна
  • Туманность Вуаль - остаток взрыва сверхновой
  • Blogger
    Новая цель «Новых Горизонтов»
  • Blogger
    Последние фото спутника Сатурна Дионы от зонда Кассини