Nowy, prawie nieważki materiał izolacyjny może wytrzymać ekstremalne ciepło, które zniszczyłoby inne materiały.
Porowaty aerożel ma co najmniej 99 procent otwartej przestrzeni, a reszta składa się z atomowo cienkiej ceramiki zwanej heksagonalnym azotkiem boru. Konstrukcja okazuje się niezwykle wytrzymała w wysokich temperaturach i gwałtownych zmianach temperatury o ponad 1000 stopni Celsjusza, donoszą naukowcy w lutowym Science 15.
„Notorycznie trudno jest stworzyć materiały, które są nie tylko lekkie, ale mogą być również silnie odporne na ciepło”, mówi Deep Jariwala, inżynier z University of Pennsylvania, który jest współautorem komentarza do badania w tym samym numerze Science. Nowy ultralekki izolator może być szczególnie dobrze dostosowany do osłony komponentów w statkach kosmicznych, które muszą wytrzymać ekstremalne wahania temperatury podczas obracania się w kierunku lub z dala od słońca lub ponownego wejścia w atmosferę ziemską, mówi.
Aerożel składa się z sieci maleńkich kieszeni powietrznych, z których każda jest oddzielona dwoma atomowo cienkimi warstwami heksagonalnego azotku boru. Podobnie jak dwuszybowe okna zapobiegają ucieczce ciepła z domu w zimie, dwuszybowa bariera ceramiczna utrudnia przepływ ciepła z jednego pęcherzyka powietrza do drugiego. Trudno jest również rozprzestrzeniać ciepło w materiale poprzez przemieszczanie się wzdłuż samych warstw sześciokątnego azotku boru, ponieważ wymagałoby to podążania długimi, okrężnymi drogami, wyjaśnia współautor badania, Xiangfeng Duan, chemik i naukowiec zajmujący się materiałami na Uniwersytecie Kalifornijskim w Los Angeles.
Podczas gdy inne ceramiczne aerożele mogą się rozpadać pod wpływem nagłych zmian temperatury lub przedłużonej ekspozycji na ciepło, nowy aerożele wytrzymał 500 cykli szybkiego ogrzewania i chłodzenia od -198° C do 900° C, a także przebywanie w temperaturze 1400° C przez tydzień. Kawałek izolatora skutecznie osłonił również kwiat trzymany nad płomieniem o temperaturze około 500° C.
Ponieważ struktura materiału jest tak rzadka, prawdopodobnie nie da się go wykorzystać samodzielnie, mówi Julia Greer, materiałoznawca z Caltech, która nie brała udziału w pracach. Aerożel jest sprężysty w tym sensie, że jest miękki i podatny na zgniecenie. Jednak aby chronić aerożel przed rozdarciem, należałoby go prawdopodobnie zapakować w mocniejszy materiał.
