Lengviausia kieta medžiaga pasaulyje  (9)

Aerogelis - fantastiškai lengva (ir tuo pačiu palyginti brangi) medžiaga. Ji greitai išpopuliarėjo po to, kai ją erdvėlaivių šiluminės izoliacijos reikmėms pradėjo naudoti NASA. Tai mažo tankio kieta medžiaga, kurioje gelio komponentas yra pakeistas dujomis. Medžiagos tankis toks mažas, jog ji sveria vos tris kartus daugiau nei oras. Pasaulyje plačiausiai žinoma kaip efektyvus terminis izoliatorius. Dėl permatomos struktūros ir savotiškos šviesos sklaidymo gebos kartais dar vadinama "sušalusiais dūmais".

Pastaruoju metu apie aerogelį kalbama ne kaip apie gręžiniams tinkamą materiją. Mokslininkai mėgina ją panaudoti ir kitose srityse, ypač mažinant oro taršą. Tyrėjai neseniai žurnale „Science“ paskelbė, kad jiems pavyko sukurti naują aerogelio formą, kuri gali sugerti sunkiuosius metalus, tarp jų ir gyvsidabrį. Jis gali būti panaudotas valant užterštą vandenį. Stengiamasi iš aerogelio sukurti pačius įvairiausius daiktus: raketinį kurą, katalizatorius automobiliams, mobiliųjų telefonų baterijas. Aerogeliai gal ir yra mokslo keistenybė, tačiau jie tampa vis praktiškesni.

Dėl savo išvaizdos pravardžiuojami „sušalusiais dūmais“ aerogeliai nėra nei sušalę, nei dūmai. Jie nepriklauso aukštųjų technologijų sričių: pirmąkart apie juos sužinota 1931-aisiais, kai juos atrado chemikas Stevenas Kistleris, susilažinęs su kolega, kad iš gelio galima išimti visą skystį ir jį pakeisti dujomis. Vyriškis pakaitino gelį ir išvarė iš jo visą skystį, o tuomet jį pakeitė metanolio dujomis. Savo eksperimento rezultatus jis išspausdino ir keistąją medžiagą pavadino „aerožele“. Tyrėjai su jo formule žaidė dar septynis dešimtmečius ir galiausiai atrado, kokias medžiagas naudoti saugiausia ir tinkamiausia aerogelių gamybai. Tai oksidai, pavyzdžiui, silikono dioksidas ir aliuminio oksidas, kurie naudojami kaip bazinis gelis, bei anglies dvideginis vietoj greitai užsiliepsnoti galinčio metanolio. Kartu šie ingredientai gali suformuoti struktūrą, kuri chemiškai primena stiklą, tačiau joje tiek daug vijų ir plyšių, kad vieno kubinio centimetro paviršius prilygsta futbolo aikštės plotui. Aerogelis yra lengviausia kietoji medžiaga pasaulyje; jo vienas kubinis centimetras sveria tik 1,2 miligramo, o tai tik šiek tiek daugiau nei jį supančios oro molekulės. Tiesą sakant, ši medžiaga yra beveik visa sudaryta iš oro – kaip kempinė, kurios didžiąją dalį sudaro skylės. Bet nesileiskite šio lengvumo apgaunami: aerogeliai yra itin stiprūs. NASA padarytos nuotraukos rodo, kad du gramai šios medžiagos gali lengvai išlaikyti 2,5 kg plytą.

Aerogelis yra sukurtas naudojant naujus ingredientus: sieros arba seleno vietoj oksidų. Tačiau jis vis tiek primena kempinę ir todėl gali sugerti daug sunkiojo metalo atomų iš užteršto oro. Su oksidais padaryti oksidai nesijungia su sunkiaisiais metalais, tačiau siera ir selenas leidžia jiems jungtis su metalais kaip niekas kitas. Mažyčiai aerogelio gabalėliai gali išvalyti daugybę litrų vandens. Naujieji aerogeliai dar nėra parengti plačiam vartojimui. Jie gaminami su platina, todėl kainuoja didžiulius pinigus. Bet jeigu jų gamyboje bus galima pritaikyti kitus metalus, dideli jų gabalai bus tikriausiai mėtomi į nešvarų vandenį siekiant pašalinti teršalus. Mokslininkai taip pat jau atranda būdų, kaip panaudoti ir su tradiciniais oksidais sukurtus aerogelius. Biologai Kalifornijoje tyrinėja aerogelį, kuris yra itin korėtas ir kompleksiškas, panašiai kaip ląstelės membrana. Jis gali padėti geriau suprasti molekulinius procesus organizme. Anot chemijos inžinierės Kalifornijos Universitete Marjorie Longo, ši substancija yra tiek artima „biologinei membranai, kiek mes dabar galime ištirti“. Vykdomos programos, kuriomis siekiama pašalinti daug druskos iš sūraus vandens tokiuose miestuose, kaip Las Vegasas ar Fyniksas ar jau minėtieji baterijų ir raketinio kuro projektai. Regis, pasaulio švarinimas ir gražinimas dar tik prasideda.

Aut. teisės: www.technologijos.lt

(5)
(0)
(2)

Komentarai (9)