Учеными разработана технология, которая позволяет обычные аэрогели преобразовывать в самые прочные и самые легкие твердые материалы, которые к тому же еще и прозрачны почти, как воздух. На основе новых материалов можно создать облегченные бронежилеты для солдат, более прочную броню для танков и более прочные строительные материалы, говорят исследователи.

Материалы могли бы также использоваться для лучшей изоляции окон, создания более долговечных шин и более надежных конструкций самолетов и космических аппаратов.

Результаты исследований, описывающие характеристики и свойства этих материалов были опубликованы 12 сентября в выпуске Nano Letters - приложении журнала Американского Химического Общества.

"Мы взяли самый легкий доступный материал и сделали его в 100 раз более прочным. Он стал самым легким и прочным материалом в мире", говорит Николас Левентис, Ph. D., химик Университета Mиссури-Ролла и ведущий автор статьи. "Наш материал появляется как основа для создания любых облегченных и сильных материалов, которые потребуются на рынке."

Аэрогели были первоначально созданы в 1930-ых годах. Они оставались лишь в качестве лабораторных материалов для исследований вплоть до 1960-ых, когда ученые начали рассматривать их как среду для хранения жидкого ракетного топлива. Первые аэрогели были сделаны из кремнезема и имели химический состав, идентичный эмали. Аэрогели до сих пор были чрезвычайно лабильными и легко абсорбировали влагу, которая ограничивала их практическое применение.

В усилии, направленном на улучшение свойств этих материалов, Левентис и его коллеги решили совместить молекулярные нити крошечных частиц кремнезема (стекла) с полиуретаном (пластмассой). Но полученный на их комбинированной основе материал все еще оставался слишком лабильным.

Тогда исследователи решили химически скрепить вместе волокна молекулярной структуры стекла с полиизоцианатлигнином, одной из разновидности полиуретана. Подобно самым первым аэрогелям, полученные материалы были прозрачны почти как воздух. Но новый химический подход к построению новой молекулярной структуры привел к аэрогелям, которые были в 100 раз более стойкие к распаду, и почти полностью нечувствительны к влажности по сравнению с первоначальными видами аэрогелей, сделанных из простого кремнезема.

Аэрогели также характеризуются высокой устойчивостью к теплопередаче, что позволяет их использовать в качестве изоляционных материалов. В ближайшем будущем, новые нанокомпозитные аэрогели будут, вероятно, использованы в качестве материалов для окон-изоляторов, холодильников и термосов, предсказывает Левентис.

Другие сферы применения материалов могут быть направлены на создание более прочных автомобильных бамперов и более прочных и легких бронежилетов. Новые материалы по-прежнему способны сохранять жидкое топливо, что позволит сделать из них более надежные и более прочные топливные баки для самолетов и ракетоносителей.

Исследователи недавно получили патенты на формулы новой технологии производства аэрогелей. Они в ближайшем будущем планируют сделать аэрогели еще более прочными.

Информация для контакта:

Beverly Hassell, b_hassell@acs.org, 202-872-4065, American Chemical Society