Место самого легкого материала в мире занял графеновый аэрогель
Даже год не прошел с тех пор, как аэрографит завоевал звание самого легкого материала, а аэрогель на основе графена уже отбирает у него пальму первенства. Группа исследователей из лаборатории полимероведения при Чжэцзянском университете (Ханчжоу, Китай) во главе с профессором Гао Чао (Gao Chao) представила сверхлегкий аэрогель (его плотность меньше чем у гелия, и всего в два раза выше, чем у водорода), сообщает Gizmag.
Хотя первый аэрогель был создан американским ученым и химиком Сэмюелем Стивенсом Кистлером (Samuel Stephens Kistler) еще в 1931 году, только недавно эти вещества вышли на передний край научных и инженерных разработок. Аэрогель на основе многослойной углеродной нанотрубки (получивший прозвище «замороженный дым») с плотностью в 4 мг/см3 в 2011 году уступил звание самого легкого металлической микрорешетке – синтетическому пористому металлическому материалу (сверхлёгкой форме пенометалла) с плотностью всего 0,9 мг/см3, Меньше чем через год аэрографит поставил новый рекорд – 0,18 мг/см3.
Теперь «золотую медаль» получает новый претендент – аэрогель из графена с плотностью 0,16 мг/см3. Эти ученые имели опыт создания макроскопических материалов из графена, в том числе одномерных волокон и двухмерных пленок. Они решили добавить еще одно измерение и создать трехмерный пористый материал.
Вместо стандартных технологий производства аэрогелей (процесс золь-гель и матрично-ориентированные методы) Гао и его коллеги воспользовались методом сушки вымораживанием (с помощью растворов углеродных нанотрубок и графена) для создания углеродной губки, которая может принимать любую форму.
«Поскольку в матрице нет нужды, размер губки зависит исключительно от размера ёмкости. Чем больше вместилище, тем больше получается аэрогеля – вплоть до тысяч см3 и даже больше», рассказывает профессор Гао.
Итогом работы китайских ученых стал очень прочный и эластичный материал. Он также способен впитывать нефть – до 90000% своего веса! – и очень быстро: один грамм аэрогеля впитывает 68,8 грамм органических соединений в секунду. То есть, новый материал может стать очень эффективным средством ликвидации последствий утечек нефти в океане.
«Может быть, когда нефть в следующий раз разольется, мы распылим аэрогель и он ее быстро впитает. Благодаря эластичности материала, и впитанную нефть, и аэрогель можно без труда перерабатывать», - утверждает Гао.
Ученые рассматривают и другие сферы применения нового аэрогеля: изоляционный материал для аккумуляторов энергии фазового перехода, носитель катализа или ценный композитный материал.
Артём Космарский nauka21vek.ru