Вчені знайшли застосування пивним відходам

Дослідники з Колорадського університету в Боулдері створили ізолюючий гель, який можна використовувати для покриття віконних прорізів на космічних станціях або в житлових модулях для переселенців на Марсі чи Місяці.

При нанесенні такого покриття всередині середовища проживання люди зможуть уловлювати та зберігати енергію, отриману від Сонця. Матеріал уловлює та утримує тепло, подібно до теплиці. І на відміну від існуючих аналогів, цей винахід має високу ступінь прозорості.

«Прозорість – це така функція матеріалу, яка дозволяє використовувати його для нанесення на скло вікон, а також є можливість використовувати його у позаземних житлах», – сказав Іван Смалюх (Ivan Smalyukh), професор кафедри фізики. «Ми могли б збирати сонячну енергію через цей теплоізоляційний матеріал і зберігати її усередині, одночасно захищаючи себе від великих коливань температури, які присутні на поверхні Марса або на Місяця».

Отриманий матеріал – це аерогель, що складається на 90% з газу, що робить його дуже легким. Для створення гелю вчені пішли шляхом створення пересічних зразків твердого матеріалу, здатного абсорбувати в себе повітря, утримуючи його всередині мільярдів крихітних пор, подібних до бульбашок у повітряно-пухирчастій плівці. Власне кажучи, повітря й робить цей матеріал таким прекрасним ізолятором. А малюнок, що хрестоподібно перетинається, і дає ту саму прозорість.

«Ми створили дуже звивисту мережу з наночастинок, які, з’єднуючись разом в аерогелі, запобігають проходженню тепла», – сказав Іван Смалюх (Ivan Smalyukh).

Проте, навіть така мережа може розсіювати світло, роблячи аерогель «хмарним», тому деякі інженери називають їх «застиглим димом». Щоб зробити гель максимально прозорим Смалюх і його колеги почали роботу зі звичайної рослинної цукрової целюлози. Ретельно контролюючи, як молекули целюлози з’єднуються, команда старанно орієнтувала їх на сворення гратчастої структури. За словами вчених, отримана модель настільки однорідна, що дозволяє світлу проходити крізь безперешкодно, надаючи гелю прозорий зовнішній вигляд.

Експериментальна модель отримана – задача вирішена, тепер постало питання про продовження експерименту й виникло питання з сировиною. Для проекту знадобилася пристойна кількість целюлози. А оскільки Колорадо є «меккою» малих пивоварень, то вчені відправилися на пошуки. Справа в тому, що відпрацьоване пивне сусло, яке утворюється в результаті пивоваріння, можна перетворити на целюлозу шляхом додавання в ці відходи спеціальних бактерій.

І ось, дослідники почали їздити до пивоварень у районі Боулдер, щоб зібрати баки настільки потрібно-непотрібної речовини у певних виробників.

На цей час команді дослідників потрібно близько двох тижнів, щоб культивувати целюлозу, інша частина процесу зі створення аерогелю рухається швидко. Кінцевим результатом зусиль команди є тонка гнучка плівка, яка приблизно в 100 разів легша, ніж скло. Цей гель настільки стійкий до нагрівання, що якщо нанести його на руку й піднести відкрите полум’я до руки, ви не відчуєте нічого.

Область застосування новинки досить широка. Як ми вже згадували, вона дозволить вирішити питання з теплоізоляцією, як у відкритому космосі, так і в майбутніх поселеннях на Марсі і, можливо, Місяці. На Землі – дасть можливість провести теплоізоляцію вікон, адже тепловтрати через вікна в житлових будинках доходять до 25%. Захисний одяг для пожежників, теплоізоляція різних магістралей, створення теплоизолированной одягу для населення та багато іншого.