Aerogelis

Aerogelis – tai lengviausia kietos būsenos mezaporinė medžiaga, kurią sudaro tarpusavyje sujungtų nanostruktūrų tinklas.

        Gaminant aerogelius, gelis dedamas į slėginį indą po to paties skysčio tūriu, kuris laikomas jo porose (pavyzdžiui etanolis). Tada slėginis indas lėtai kaitinamas iki kritinės skysčio temperatūros. Kai temperatūra yra pasiekiama, skysčio garų slėgis padidėja, todėl slėgis pačiame inde padidėja ir artėja prie kritinio skysčio slėgio. Viršijamas kritinis taškas, švelniai paverčiant skystį gelyje (taip pat skystį ir garą supančius garus) į superkritinį skystį. Kai superkritinis skystis yra visame inde ir prasiskverbia į gelio poras, skystį gelyje galima pašalinti. Tai daroma iš dalies išleidžiant indą iš slėgio, bet ne tiek, kad slėgis inde nukristų žemiau kritinio slėgio. Šio etapo metu indo temperatūra taip pat turi būti aukštesnė už kritinę. Kai taip atsitinka, inde esantis skystis grįžta atgal per kritinį tašką, tačiau, kadangi didžioji skysčio dalis buvo pašalinta ir temperatūra vis tiek yra padidėjusi, kai indas neturi slėgio, skystis grįžta į dujinę, o ne skystąją fazę.

        Aerogeliai gali būti pagaminti iš įvairių medžiagų:

  •   Silicio dioksido
  •   Daugumos pereinamojo metalo oksidų (pvz.: geležies oksidas)
  •   Daugumos lantanido ir aktinido metalo oksidų
  •   Organinių polimerų
  •   Puslaidininkinių nanostruktūros ir kt.

        Liečiant atrodo, jog tai lengva, bet tvirta puta. Nors aerogelis yra klasifikuojamas kaip kietasis kūnas, bet 99% jo sudaro dujos, o tai suteikia panašią į debesį išvaizdą.

      Iš pradžių aerogelis buvo nestipri medžiaga. Švelnus spustelėjimas nepalikdavo žymės, šiek tiek stipriau paspaudus likdavo duobutė. Paveikus dar didesne jėga, aerogelio vidinė struktūra sugriūdavo ir subyrėdavo į šipulius kaip stiklas. 2002 metais Aspen Aerogel (NASA įkurta kompanija) sukūrė stipresnę ir lankstesnę gelio versiją. Ši versija atvėrė plačias duris į daugybę panaudojimo sričių. Nors medžiaga yra linkusi subyrėti į šipulius, jos struktūra yra labai tvirta. Paslaptis yra sferinėse 2-5 nm dydžio dalelėse, kurios susijungia į klasterius (grupeles).

        NASA mokslininkai tikisi, kad ši stebuklinga medžiaga izoliuos kosmonautus, nusileidusius Marse. 18 mm aerogelio sluoksnis gali apsaugoti kosmonautus nuo -130°C temperatūros. Sakoma, kad tai puikiausias kada nors žmogaus sukurtas izoliatorius.

– Ugnė Petronytė

Šaltiniai:

You may also like...