Любителі майструвати своїми руками 1

Аерогель - вельми незвичайне творіння людських рук, матеріал, удостоєний за свої унікальні якості 15 позиціями в книзі рекордів Гіннеса.

Назва «аерогель» походить від двох латинських слів aer - повітря і gelatus - заморожений.
Тому аерогель часто називають «замороженим димом». Втім, за зовнішнім виглядом аерогель дійсно нагадує застиглий дим. Аерогель є незвичайним гель, в якому відсутня рідка фаза, повністю заміщена газоподібної, внаслідок чого речовина володіє
рекордно низькою щільністю, всього в півтора рази перевершує щільність повітря, і поруч інших унікальних якостей: твердістю, прозорістю, жароміцних і т.д. Аерогель дивний ще й тим, що на 99.8% складається з ... повітря!

Історія появи аерогеля досі з'ясована не до кінця. Відомо лише, що першим його отримав американський учений Семюель Кистлер в кінці двадцятих або в тридцятому році минулого століття в Тихоокеанському коледжі в Стоктоні (штат Каліфорнія). Отримав, як це часом буває, в наукових
вишукуваннях, майже випадково, як побічний продукт кристалізації амінокислот в суперкритичних супернасищенних рідинах. Вчений домігся отримання аерогеля, замінюючи рідина в звичайному гелі метанолом. Після цього гель нагрівався під високим тиском до 240 градусів (критична температура для метанолу). У цей момент газоподібний метанол йшов з гелю, але зневоднена піна не зменшувалася в об'ємі. В результаті утворювався легкий дрібнопористий матеріал, названий в наслідок аерогелем.

процес
виробництва аерогелей складний і трудомісткий. Спочатку за допомогою хімічних
реакцій, гель полимеризуется. Ця операція займає кілька діб і
на виході виходить желеподібний продукт. Потім спиртом з желе
видаляється вода. Повний її видалення - запорука успішності всього процесу.
Наступний крок - "суперкритичним" висихання. Воно проводиться в
автоклаві при високому тиску і температурі, в процесі бере участь
скраплений вуглекислий газ.

прикладне використання
кварцового аерогеля, як матеріалу для ізоляції, почалося в сорокових роках двадцятого століття. Відома компанія Monsanto випускала цей продукт за ліцензійною угодою з Кистлер. Однак широкого поширення в силу дорожнечі аерогелевие утеплювачі НЕ
отримали, і в сімдесятих роках виробництво було згорнуто. Лише в самому кінці минулого століття аерогелі знову почали широко використовуватися людством, перш за все в космічній галузі.

Саме аерогель став найважливішим елементом гратчастого улавливателя, за допомогою якого космічний зонд Stardust захопив мільйони крихітних часток з хвоста комети Wild 2 і доставив спусковий апарат з цими зразками на землю. До речі сказати, серед різноманіття уловлених зондом частинок були виявлені сліди гліцину - найважливішої для утворення білка амінокислоти. Вченим, що розділяє теорію про неземне походження життя, ця знахідка стала непрямим доказом їхньої правоти.

В якості унікального
теплоизолятора аерогель планується використовувати в космічних
скафандрах американського виробництва, що створюються для марсіанського
проекту НАСА. Так само НАСА анонсувало застосування аерогеля як
теплового щита нових моделей шаттла.

перспективні
також аерогелі в мікроелектроніці. Головним чином, завдяки тому,
що вони мають найнижчими діелектричними константами.
Використання аерогелей як ізоляційних шарів в багатошарових
друкованих платах дозволить значно підвищити швидкодію
електроніки.

Крім цього нові аерогелі проявляють властивості напівпровідників, отже, можуть використовуватися в фотоелементах та інших оптоелектронних пристроях.

Кварцовий аерогель, як уже говорилося, - унікальний теплоізолятор. Він витримує температуру до 500 градусів за Цельсієм, а шару завтовшки 2,5 см досить, щоб захистити людську руку від
прямого впливу паяльної лампи. Існують різновиди аерогелей з температурою плавлення до 1200 С. Властивості арогелей в чималому ступені залежать від вихідного матеріалу, з якого їх виробляють. Існують аерогелі з глиноземів (з добавкою оксиду алюмінію), діоксиду кремнію, а
також оксиду олова і хрому. Зовсім недавно були отримані аерогелі на основі вуглецю. Є аерогелі, що застосовуються в якості каталізаторів. В даний врмя в НАСА йдуть випробування алюмооксидного аерогелей, що містять рідкісні елементи - гадоліній і тербий. ці аерогелі
використовуються як детектори високошвидкісних зіткнень. Деякі прозорі різновиди аерогеля розглядаються вченими в якості заміни шибки. Адже коефіцієнт заломлення у аерогелей набагато нижче, ніж у скла (1,05 проти 1,5). Початкову крихкість цього
перспективного матеріалу науці вже вдалося подолати, зараз доступний випуск пружних і гнучких аерогелей. На порядку денному питання про зниження собівартості виробництва до меж, які роблять використання в широких масштабах рентабельним. Аерогелі часто називають матеріалом 21 століття. так
Чи означає це, ми скоро побачимо.

Метелик сидить на шматочку аерогеля: