Наверх
7 комментариев 10/02/2016

Аэрогель из бумаги. Будущее сегодня

Аэрогель из бумаги. Будущее сегодня

Не прошло и месяца с момента публикации той самой статьи о стройматериалах будущего, как ученые из Национального Университета Сингапура совершили очередной прорыв в этой области. В качестве альтернативы пока что сверхдорогим вариантам на основе кремния и графена они представили дешевый аэрогель, полученный из наиболее распространенного вторсырья – макулатуры! Подробности под катом.

Аэрогель, являющийся одновременно одним из самых прочных материалов и лучшим в мире теплоизолятором, на 98% состоит из воздуха. А потому вес значительных его объемов исчисляется микрограммами. Способный выдерживать давление объектов, вес которых превышает его собственный в более чем 2000 раз без утраты структурной целостности и формы, он является одним из наиболее перспективных материалов в бесчисленном множестве сфер. От строительства до пошива одежды и борьбы с последствиями разливов нефти.

7257663 aero graphene3 aerogel_rep_1

Но до недавнего времени практическое его использование вне стен лабораторий ограничивалось единичными моделями экипировки для экстремального альпинизма и арктических экспедиций. А так же в составе тепловых щитов-экранов в космических программах NASA. Причинами столь ограниченного применения являлись два фактора:

  • сложный и дорогой процесс производства
  • отсутствие мощностей для производтсва аэрогеля в больших промышленных масштабах. Этот пункт является прямым следствием предыдущего. Так как строительство таких заводов на основе существовавшего технологического процесса.

Мириться с таким положением вещей сколь-нибудь долго – не метод современной науки. А значит появление дешевых альтернатив было лишь делом времени. И на сей раз по каким-то неведомым причинам техногенное чудо явили миру не сыны дядюшки Ляо, но их сингапурские коллеги. В качестве заменителя дорогого графена и тугоплавкого кремния основой материала послужила обыкновенная целлюлоза. Таким образом получать аэрогель теперь возможно из обычной макулатуры.

project_infograph-20

Последовательность действий так же не предполагает какой-либо rocket science и высоких технологий. Более того, ее вполне можно назвать примитивной!

  1. измельченная целлюлоза вымачивается в воде с сохранением определенной пропорции. Это позволяет разделить материал на отдельные микроскопические волокна.
  2. в раствор добавляется специальная полимеризующаяся смола и доливается вода. Смола в последующих действиях будет играть роль загустителя и формирующего каркас компонента.
  3. полученная смесь обрабатывается звуковыми волнами высокой частоты. Это делается для достижения максимальной однородности и равномерного распределения ингредиентов по всему объему. Такой процесс еще называют ультразвуковым миксером.
  4. полученный состав замораживается при -18º С и выдерживается при такой температуре на протяжении 24 часов.
  5. далее следует дополнительная “холодная обработка”. Полученная на предудщем шаге “ледышка” подвергается еще более глубокой сухой заморозке при температуре -98º С. На сей раз температурный режим выдерживается на протяжении 48 часов.
  6. разморозка происходит в специальной печи путем прогрева до 120º C.

Вот и всё! Таким образом материал проходит полную дегидрацию и приобретает пористую структуру, свойственную аэрогелю. Остается снабдить целлюлозную “пену” покрытием из метилтриметоксилана для придания ей гидрофобных свойств. Полученный аэрогель, как и его в десятки раз более дорогие версии, состоит из воздуха на 98%, способен выдерживать огромное давление, обладает гибкостью и эластичностью, а так же способен впитать гигантское количества жидкости. При чем многоразово и без потери структурной целостности.

Bronxmrc-Website_aerogel-photos-22-1024x1024 Bronxmrc-Website_aerogel-photos-25-1024x1024 Bronxmrc-Website_aerogel-photos-26-1024x1024

Да, выдерживать сверхвысокие температуры подробно кремниевым и графеновым собратьям целлюлозный аэрогель не может. Но служить утеплителем стен зданий, а так же отличной подкладкой для одежды – вполне. На этом сфера его применения, разумеется, не заканчивается. Специально для коммерциализации начинания была создана компания Bronx MRC. И, помня о простоте техпроцесса получения такого материала, ожидать промышленные его образцы осталось совсем не долго. До скорого!

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

7 комментариев

по хронологии
по рейтингу сначала новые по хронологии
1
Andrey Ostapenko

Андрей лучшее, что случалось с кеддром. Пролистал страницы четыре - процентов 75 Андрей, 15 Шаманов, 5 КрашТест, 5 кто-то еще. При этом эти 75% составляют наиболее интересный контент, ну и инстапота еще ничего. Остальное скукота.

Автор2

Благодарю. Главное не перехвалить меня. Сергей и Юля пишут хоть и меньше моего (скорость у каждого своя) но назвать их материалы скучными и неинтересными я никак не могу!

3
Пердек

А если убрать Юлю из уравнения?

4
Andrey Ostapenko

Иногда и у них бывает интересный материал, но учитывая количество статей что-то реально любопытное проскакивает редко.

5
Алексей Ушаков

Я как-то сомневаюсь, что горючий материал можно использовать как утеплитель зданий.

Автор6

минеральное волокно или стекловата, равно как и пенопласт, массово применяющийся в качестве утеплителя в составе композитного (штукатурна и листовой металл) - сплошняком горючие материалы. И тем не менее они признаны пригодными для утепления зданий повсеместно.

7
Темный

Вижу, редактор отдыхала и на этом посте... И Write! помогает лишь частично. Переходите на Word, АнДДрей, не придумывайте колесо. Он тоже не панацея, но все равно может иногда подсказать разницу между "причем" и "при чем" и "также" и "так же".

Добавить комментарий

Такой e-mail уже зарегистрирован. Воспользуйтесь формой входа или введите другой.

Вы ввели некорректные логин или пароль

Извините, для комментирования необходимо войти.

Modal box

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: