Німецькі вчені винайшли аерографії

Структура найлегшого матеріалу складається з мережі пористих вуглецевих трубок, які трехмерно переплетені на нано- та мікрорівні.

Вага винаходу - всього 0,2 міліграма на кубічний сантиметр: матеріал в 75 разів легше пінополістиролу, але при цьому володіє дивовижною міцністю.
Вчені з Кільського університету і Гамбурзького технологічного університету назвали своє творіння «аерографітом». Результати дослідження опубліковані у виданні Advanced Materials.
властивості аерографіта
Зовні матеріал чорний, немов вугілля, вельми міцний, хороший електричний провідник, податливий і непрозорий. Своїми унікальними властивостями укупі з низькою щільністю аерографії перевершує всі подібні матеріали.

"Наша робота викликала масу дебатів в науковому співтоваристві. Вага аерографіта в чотири рази менше ваги попереднього рекордсмена ", заявив аспірант Маттіас Мекленбург, співавтор роботи. До сих пір найлегшим в світі вважався матеріал, також складається з трубок, але замість вуглецю в ньому був використаний нікель. При цьому нікель володіє більше атомною масою, ніж вуглець.

"Також ми змогли провести трубки з пористими стінками, завдяки чому матеріал не просто легкий, а надзвичайно легкий", додав аспірант Ернім Шушари, також співавтор дослідження. Професор Лоренц Кінлі і доктор Андрій Лотнюк зуміли розшифрувати будову атома матеріалу за допомогою електронно-трансмісійного мікроскопа.
Незважаючи на низьку вагу аерографії дуже еластичний. У той час як легкі матеріали зазвичай протистоять стисненню, але не натягу, аерографії ефективний в обох випадках: він прекрасно справляється і з тиском, і з натягом.
Його можна стиснути на 95%, і він знову набуде первісну форму без будь-яких ушкоджень, повідомив професор Райнер Аделунг. "До певної міри аерографії стане ще міцнішим, ніж раніше", додав учений. Інші матеріали під таким впливом зазвичай слабшають і втрачають міцність. "Нарешті, найлегший у світі матеріал практично повністю поглинає сонячні промені. Можна сказати, що його колір - наічернейшій з чорних ", уклав професор Карл Шульте.
структура аерографіта

"Аерографії подібний плюща, який спочатку обвиває дерево, а потім повністю його усуває", описав Аделунг процес створення інноваційного матеріалу. У випадку з плющем жертва - дерево. Щось подібне вчені виготовили, нагрів до 900 градусів за Цельсієм порошок оксиду цинку, який при цій температурі знайшов кристалічну форму.
З отриманого матеріалу вчені виготовили свого роду пігулку. У ній оксид цинку сформував мікро- і наноструктури, так звані тетраподи. Вони переплітаються і вибудовують міцну сутність з частинок, які формують пористу пігулку. Так тетраподи утворюють мережу, яка служить основою для аерографіта.
На наступному етапі пігулку помістили в реактор для хімічного осадження парової фази і нагріли до 760 градусів за Цельсієм. "В атмосфері, багатою вуглецем, оксид цинку покривається шаром графіту товщиною кілька атомів. Так і виходить сітчаста структура аерографіта. Одночасно вводиться водень, який реагує з киснем в оксиді цинку, в результаті чого виділяється пар і газоподібний цинк ", продовжив Шульте.

"Чим швидше ми виведемо цинк, тим більш пористими будуть стінки трубок, і тим легше матеріал", уклав Шушари.
застосування аерографіта
Завдяки унікальним властивостям аерографії може використовуватися в електродах літій-іонних батарей. У цьому випадку буде потрібно мінімальна кількість електроліту, що призведе до істотного скорочення ваги. Такі батареї згодом можуть використовуватися в електричних автомобілях або велосипедах. Так найлегший у світі матеріал може сприяти розвитку екологічних коштів транспорту.
За словами вчених, в подальшому аерографії може використовуватися для електропровідності в синтетичних матеріалах. Непровідний пластик може стати провідним без збільшення ваги. Так, наприклад, вдасться уникнути статичного розряду, які щодня отримують мільярди людей в усьому світі.
В цілому, область використання аерографіта не обмежена. Вчені вже зараз пропонують безліч ідей, від використання його в електроніці для супутникових і авіаційних систем, схильних до вібрації. Також інноваційний матеріал може послужити в водоочищення, діючи як абсорбент для забруднювачів, окислюючи або аналізуючи і усуваючи їх. Не виключено його використання в очищенні повітря в складі вентиляційних систем або термостатів.