Ученые из девяти исследовательских институтов совместно создали чрезвычайно легкий и очень прочный керамический материал. Благодаря уникальным свойствам он способен противостоять сильному нагреву, огромным перепадам температур и обладает высокими показателями гибкости.
Хотя керамические аэрогели используются для изоляции оборудования и космических аппаратов уже более 20 лет, но исследователи разработали новую, более совершенную версию материала. Их изобретение состоит из тонких слоев нитрида бора, атомы, которого формируют шестиугольные структуры, как проволочная сетка. Однако в отличие от других материалов, он иначе реагирует на нагрев и удары, то есть сжимается перпендикулярно направлению давления и при повышении температуры.
Благодаря этому он может быть сжат до 5% от объема, а затем полностью восстановить свою первоначальную форму. В ходе испытаний материал превзошел другие варианты керамических аэрогелей. Он выдержал сотни резких и экстремальных перепадов, когда инженеры изменяли температуру в контейнере с -198 °C до 900 °C всего за несколько секунд. В другом тесте он утратил менее 1% своей механической прочности после того как в течение недели хранился при 1400 °C.
По словам ученых, уникальные свойства нового керамического аэрогеля обусловлены его архитектурой. Хорошая гибкость помогает лучше сопротивляться многократным ударам, высоким температурам и резким изменениям, от которых другие материалы со временем разрушаются. Более 99% его объема составляет воздух, а структура имеет внутренние «стены», что повышает изолирующие свойства и уменьшает массу.
Разработчики технологии сделали так, чтобы новый аэрогель можно было адаптировать для изготовления других сверхлегких материалов, которые можно использовать для изоляции, хранения тепловой энергии, катализа или фильтрации.
Испанские исследователи также представили новую концепцию термоэлектрического материала. Их изобретение состоит из целлюлозы с примесью небольшого количества электропроводящих углеродных нанотрубок.
текст: Илья Бауэр, фото: X. Xu и X. Duan