Pod terminem aerożelu kryje się bardzo ciekawy materiał przypominający rodzaj sztywnej piany o bardzo małej gęstości. Masę aerożelu stanowi w ponad 90 proc. samo powietrze, a resztę – porowaty materiał tworzący strukturę. Gęstość takiej „piany” może wynosić od 2 do 150 mg/cm2. Mimo tego materiał charakteryzuje się dobrymi właściwościami mechanicznymi.
Czytaj też: Bez tego pierwiastka trudno produkować baterie do aut elektrycznych. Chiny właśnie ograniczają jego eksport
Wyżej wymienione cechy aerożelu sprawiają, że doskonale się on nadaje do wykorzystania w branży kosmicznej. Ultra lekki, ale i wytrzymały materiał używany jest chociażby w statkach kosmicznych NASA. Pojawia się jednak jedna potężna przeszkoda w tym, aby stosować w większych ilościach i na szerszą skalę ten innowacyjny materiał – jest to jego cena. Bardzo wydajne aerożele z węglika krzemu (SiC) mogą kosztować od kilkuset do kilku tysięcy dolarów za litr – podaje South China Morning Post.
Chiny działają nad nową technologią produkcji aerożeli. Udało się obciąż koszty tysiąckrotnie!
Okazuje się, że problem wkrótce może przestać istnieć, a to dzięki chińskim naukowcom, którym udało się obniżyć koszty produkcji aerożelu do ledwie 70 centów za litr! O sensacyjnym osiągnięciu dowiadujemy się z artykułu w Nature Communications. Uczeni z Chińskiej Akademii Nauk i Uniwersytetu Tsinghua opracowali nową technikę prowadzenia reakcji spalania z użyciem proszku krzemowego i poli(tetrafluoroetylenu), czyli PTFT znanego również pod nazwą handlową “teflon”.
Czytaj też:Chiny dowiercą się do wnętrza Ziemi na głębokość 10 km. Chodzi im o wielkie złoża paliw
Jak opisali to naukowcy, na łódce reakcyjnej umieszcza się mieszaninę proszku i podpala ją. Materiał osiąga temperaturę 1800 st. C w kilka sekund. Skutkuje to zwiększeniem jego objętości o 1076 proc., powodując powstanie gąbczastego aerożelu. W warunkach laboratoryjnych udało się przeprowadzić tę reakcję z wydajnością 16 litrów na minutę. Otrzymany produkt z węglika krzemu jest porowaty w 99,6 proc. oraz cechuje się wysoką odpornością na ściskanie. Podczas testów aerożel w formie kawałka „papieru” kilkakrotnie zwijano i zginano, po czym wracał on do pierwotnych kształtów.
Twórcy wynalazku przekonują, że opracowana metoda produkcji jest tania i szybka w porównaniu do konwencjonalnych technik. Pod względem zużycia energii także należy do oszczędnych. Wytwarzany w ten sposób aerożel wciąż jest doskonałym izolatorem w temperaturze do 1000 st. C w powietrzu i 1700 st. C w atmosferze obojętnej (np. argonowej).
Czytaj też: Chiny przetestowały największy na świecie dron transportowy. Zabierze na pokład nawet 1500 kg
Na razie jeszcze nie padły żadne słowa o tym, w jakich sektorach tak produkowany aerożel będzie używany. Badania były prowadzone w skali laboratoryjnej, a technologia wciąż wymaga wielu udoskonaleń i przede wszystkim skalowalnego zaprojektowania. Tak czy owak, możemy być raczej pewni, że chiński przemysł kosmiczny nie przejdzie obok wizji takich oszczędności kosztów obojętnie.