Kuloodporna mgła

| Technologia
Postaw mi kawę na buycoffee.to

Aerożel to materiał XXI wieku. Wyglądem przypomina zmrożoną mgłę lub, jak kto woli, zastygłą ektoplazmę. Można go zastosować do ochrony domów przed atakami bombowymi czy usuwania plam z ropy.

Powietrzny żel jest jednym z najlżejszych ciał stałych. Wytrzymuje wybuch kilograma dynamitu i temperaturę ponad 1300 stopni Celsjusza. Rewolucyjny materiał w 99,8% składa się z... gazu. Zapewnia 39-krotnie lepszą izolację niż najlepsze ze znanych włókien szklanych i jest 1000-krotnie mniej gęsty niż szkło. Obecnie naukowcy pracują nad nieznanymi dotąd sposobami jego wykorzystania, m.in. w rakietach tenisowych nowej generacji oraz doskonale izolowanych kombinezonach kosmicznych, w które ubraliby się uczestnicy lotu załogowego na Marsa.

Najprawdopodobniej aerożel zostanie zaliczony w poczet genialnych materiałów, które wynaleziono nieco wcześniej. Swoje miejsce znalazły tu już chociażby bakelit (pierwszy przemysłowy plastik termoutwardzalny), datowane na lata 80. włókna węglowe czy przebój lat 90. – silikon.

To zdumiewający materiał. Zyskaliśmy produkt o najmniejszej znanej człowiekowi gęstości, który jednocześnie może naprawdę wiele. Mogę sobie wyobrazić, że da się go użyć dosłownie do wszystkiego: od filtrowania zanieczyszczonej wody, przez ochronę przed ekstremalnymi temperaturami, po odgrywanie roli biżuterii – zachwyca się Mercouri Kanatzidis, profesor chemii z Northwestern University.

W jaki sposób uzyskuje się aerożel? Z żelu krzemionkowego (krzemionki koloidalnej) należy wyekstrahować wodę, a następnie zastąpić ją gazem: dwutlenkiem węgla. Pewnemu amerykańskiemu naukowcowi udało się go uzyskać już w 1931 roku, ale jego wczesne wersje były tak kruche i kosztowne, że w ramach reklamacji towar często odsyłano do laboratoriów.

Niecałe 10 lat temu powietrznym żelem zainteresowała się NASA. W 1999 roku sondę Stardust wyposażono w wysięgnik w całości wypełniony właśnie aerożelem. Za jego pomocą chciano pobrać próbki z ogona komety. Misja się powiodła.

W 2002 roku Aspen Aerogel, firma założona przez NASA, wyprodukowała mocniejszą i bardziej giętką postać żelu. Obecnie jest on wykorzystywany w pracach nad zaprojektowaniem kombinezonów dla kosmonautów, którzy wezmą w 2018 roku udział w locie załogowym na Marsa. Wg Marka Krajewskiego, już 18-milimetrowa warstwa aerożelu uchroni astronautów przed temperaturami oscylującymi wokół -130ºC. To najlepszy izolator, z jakim kiedykolwiek się spotkałem.

Materiał testowało też wojsko. Podczas prób w laboratorium metalową płytę pokryto warstwą aerożelu o grubości 6 milimetrów. Tak chroniona płyta nie tylko wytrzymała eksplozję dynamitu, ale na jej powierzchni pojawiły się jedynie lekkie zadrapania. Wojskowi już myślą o pokrywaniu aerożelem pojazdów opancerzonych.

Nowy materiał powinien zachwycić też ekologów. Naukowcy mówią o nim „idealna gąbka”. Na jego powierzchni znajdują się bowiem miliony niewielkich porów. Kanatzidis już stworzył aerożel, który potrafi absorbować z wody ołów i rtęć. Inna wersja może oczyszczać wodę z ropy naftowej.

Nowy-stary materiał wkracza też do użytku codziennego. Dunlop oferuje rakiety tenisowe z aerożelem, a jeden z mieszkańców Wielkiej Brytanii pokrył dom izolacją z tego materiału. Obniżyłem dzięki temu temperaturę na termostacie o 5 stopni, a ciepło w domu wzrosło – mówi.

Materiał wypróbowała też w Himalajach wspinaczka Anne Parmenter. Zastosowany w butach aerożel spowodował jednak, że... było jej zbyt gorąco. Podobnie nie powiodła się próba Hugo Bossa, który zaczął sprzedawać kurtki zimowe z aerożelem. Klienci skarżyli się, że jest w nich zbyt ciepło.

Zdaniem naukowców, przed aerożelem rysuje się wspaniała przyszłość. Jego wersje wykonane z platyny mogą zostać użyte do przyspieszenia produkcji wodoru, a co za tym idzie, przyczynią się do rozwoju przemysłu paliwowego tworzącego paliwa wodorowe.

aerożel Mercouri Kanatzidis