Теплові щити для космічних апаратів стануть набагато дешевшими

31 серпня, 14:59

Висока пористість та відмінні ізолюючі властивості відкрили аерогелям дорогу до космонавтики. Однак виробництво цього матеріалу було і залишається дорогим: якісні аерогелі на основі карбіду кремнію коштують до кількох тисяч доларів за літр. Китайським ученим вдалося знизити витрати на виробництво лише до $0,7 за літр. Навіть для КНР, де вартість виробництва аерогелів нижча завдяки розвиненій промисловості, нова технологія обіцяє суттєві вигоди.

Один шар аерогелю здатний захистити шкіру людини від прямого полум'я. Технологічний прогрес призвів до появи різних форм випуску аерогелів, від плівок до спреїв, та розширив спектр їх застосування до паливних елементів та напівпровідників. Команда вчених з Інституту фізики та хімії Академії наук Китаю розробила новий, економічніший метод синтезу аерогелів. Він дозволить знизити витрати у 100 разів і збільшить продуктивність удесятеро, повідомляє SCMP.

Технологія заснована на процесі швидкої реакції горіння між кремнієвим порошком та полтетрафторетиленом, також відомим під торговою маркою "тефлон". Після загоряння суміш за секунди розігрівається до 1800 градусів Цельсія та виробляє аерогель зі швидкістю 16 літрів на хвилину.

Отриманий аерогель має високу пористість (99,6%), здатність до стиснення і реверсивність. У лабораторних випробуваннях аркуш паперу з карбіду кремнію з легкістю відновлювався після згинання та скручування. Крім того, аерогель зберігає ізолюючі властивості, витримуючи температуру до 1000 градусів на повітрі і до 1700 градусів в інертній атмосфері. Це значно вищі показники, ніж у легких ізоляційних матеріалів, таких як силікатні аерогелі, що втрачають ефективність при температурі вище 700 градусів.

«Ми налаштовані дуже оптимістично щодо масового виробництва аерогелів з карбіду кремнію описаним методом, — заявили вчені. — Ми вважаємо, що цей технологічний прорив забезпечить широке застосування керамічних аерогелів у повсякденному житті, промисловості та наукових дослідженнях в екстремальних умовах».

Рік тому вчені виготовили светр з аерогелевого волокна, яке імітує хутро білого ведмедя. Кожне волосся їх хутра містить десятки крихітних повітряних кишень, які перешкоджають відводу тепла і допомагають білим ведмедям зберігати комфортну температуру тіла в суворих арктичних умовах.

Джерело матеріала