Международная команда исследователей, возглавляемая специалистами из британского Университета Ньюкасла, взяв за основу крылья стрекозы, создала новую форму высокоэффективной и недорогой изоляции.
Структура, известная как аэрогель, является сверхлегким и наиболее пористым из созданных человеком материалом, сообщает phys.org. Сырьем для нее служит влажный кремниевый гель. Его аккуратно сушат для получения материала.
До этого момента удаление молекул воды без повреждения кремниевой структуры было сложным, длительным и дорогим процессом. В связи с этим область использования аэрогелей ограничивалась высокоспециализированными заданиями, вроде сбора звездной пыли в космосе.
Исследователи нашли более дешевую альтернативу технологии, сымитировав процесс, с помощью которого стрекозы сушат свои крылья. Вместо воздействия на кремний высокими температурами и давлением, команда использовала бикарбонат натрия или пищевую соду. Она выдувала молекулы воды, захватывая в порах углекислый газ.
Описание проекта представлено в Advanced Materials. На следующем этапе авторы панируют расширить масштабы процесса для получения более крупных панелей, подходящих для изоляции зданий.
«Потенциал исследования заключается в уменьшении расходов энергии, и, соответственно, снижении коммунальных платежей, — объяснила доктор Лидия Шиллер, ведущий автор работы из Университета Ньюкасла. – Аэрогели – невероятный материал, безопасный, легкий и в 10 раз превосходящий по изоляционным характеристикам существующие продукты. Но сложность производства препятствовала его распространение».
Из аэрогеля состоят и крылья стрекоз. На них приходится менее 2% массы тела насекомого. При этом сила и прочность крыльев позволяет стрекозам преодолевать тысячи километров и даже перемещаться между континентами.
Большую часть жизни (от 30 дней до нескольких лет) насекомое проводит под водой в виде личинки. Взросление вызывает необратимые морфологические и физиологические изменения. При выходе из кокона крылья стрекозы напоминают желе, но потом быстро растут и затвердевают, пока полностью не высохнут.
«Для этого организм вырабатывает молекулы соды, выделяющие углекислый газ, регулирующий давление в теле и одновременно высушивающий крылья. Он «выдувает» воду, оставляя сухую, стабильную и прочную структуру. Мы воссоздали этот процесс», — объяснила Шиллер.
Метод удешевил производство на 96% — с почти 100 долл. до 4 долл. за кг.
Ваше мнение