Исследователи из Колорадского университета в Боулдере создали изолирующий гель, который можно использовать для покрытия оконных проемов на космических станциях или в жилых модулях для переселенцев на Марсе или Луне.
При нанесении такого покрытия внутри среды обитания люди смогут улавливать и хранить энергию, полученную от Солнца. Материал улавливает и удерживает тепло, подобно теплице. И в отличие от существующих аналогов, данное изобретение имеет высокую степень прозрачности.
«Прозрачность – это такая функция материала, которая позволяет использовать его для нанесения на стекла окон, а также есть возможность использовать его во внеземных местах обитания», — сказал Иван Смалюх (Ivan Smalyukh), профессор кафедры физики. «Мы могли бы собирать солнечную энергию через этот теплоизолирующий материал и сохранять ее внутри, одновременно защищая себя от больших колебаний температуры, которые присутствуют на поверхности Марса или на Луны».
Полученный материал – это аэрогель, состоящий на 90% из газа, делающий его очень легким. Для создания геля ученые пошли по пути генерации пересекающихся образцов твердого материала, способного абсорбировать в себя воздух, удерживая его внутри миллиардов крошечных пор, подобных пузырькам в воздушно-пузырчатой пленке. Собственно говоря, воздух и делает этот материал таким прекрасным изолятором. А крестообразно пересекающийся рисунок и дает ту самую прозрачность.
«Мы создали очень извилистую сеть из наночастиц, которые, соединяясь вместе в аэрогеле, предотвращают прохождение тепла», — сказал Иван Смалюх (Ivan Smalyukh).
Тем не менее, даже подобная сеть может рассеивать свет, делая аэрогель «облачным», поэтому некоторые инженеры называют их «застывшим дымом». Чтоб сделать гель максимально прозрачным Смалюх и его коллеги начали работу с обычной растительной сахарной целлюлозы. Тщательно контролируя, как молекулы целлюлозы соединяются, команда старательно ориентировала их на образование решетчатой структуры. По словам ученых, полученная модель настолько однородна, что позволяет свету проходить сквозь беспрепятственно, придавая гелю прозрачный внешний вид.
Экспериментальная модель получена – задача решена, теперь встал вопрос о продолжении эксперимента и возник вопрос с сырьем. Для проекта требовалось приличное количество целлюлозы. А так как Колорадо является «меккой» малых пивоварен, то ученые отправились на поиски. Дело в том, что отработанное пивное сусло, которое образовывается в результате пивоварения, можно превратить в целлюлозу путем добавление в эти отходы специальных бактерий.
И вот, исследователи начали ездить по пивоварням в районе Боулдера, чтобы собрать баки столь нужно-ненужного вещества у пивных производителей.
В настоящее время команде исследователей требуется около двух недель, чтобы культивировать целлюлозу, остальная часть процесса по созданию аэрогеля движется быстро. Конечным результатом усилий команды является тонкая гибкая пленка, которая примерно в 100 раз легче, чем стекло. Этот гель настолько устойчив к нагреву, что нанеся его на руку и поднеся открытое пламя к руке, вы не почувствуете ровным счетом ничего.
Область применения новинки довольно широка. Как мы уже упоминали, она позволит решить вопрос с теплоизоляцией, как в открытом космосе, так и в будущих поселениях на Марсе и, возможно, Луне. На Земле — даст возможность провести теплоизоляцию окон, ведь теплопотери через окна в жилых домах доходят до 25%. Защитная одежда для пожарных, теплоизоляция различных магистралей, создание теплоизолированной одежды для населения и многое другое.
Источник: colorado
