Top.Mail.Ru
Ответы
Аватар пользователя
17лет
Изменено

" Твердый дым " - что это? Формула, свойства, для чего создан ?

По дате
По рейтингу
Аватар пользователя
Новичок
17лет

В Национальном космическом агентстве США (NASA) создан материал имеющий рекордно низкую плотность. Он на 99.8% состоит из воздуха и один его кубический сантиметр весит три миллиграмма. Его назвали "твердым дымом" за его вес и сходство с облачком дыма. По химическому составу материал близок к стеклу, а использовать его предполагается для космических исследований, - в частности, для сбора кометной пыли. Создатели нового материала говорят, что он достаточно прочен, чтобы перенести старт и условия открытого космоса. Кстати аэрогель получается дороже золота :)


Создатель аэрогеля Доктор Стивен Джонс (Steven Jones) из Лаборатории реактивного движения NASA уже получил официальный сертификат от компании Guinness World Records, как создатель самого легкого в мире твердого материала.
По мнению Джонса, его рекорд уже не будет превзойден. В менее плотном материале молекулы соединений кремния просто перестанут контактировать между собой, и это будет уже не гель, а скорее сильно запыленный воздух.

О "пене" вспомнили, когда задумали эксперимент Stardust.
В январе 2004 года этот космический аппарат NASA прошёл через хвост кометы Wild 2. Огромная ловушка из аэрогеля оказалась единственным способом, позволившим поймать и мягко остановить частицы кометной пыли, пролетающие мимо аппарата со скоростью 6 километров в секунду. С любым другим веществом они или испарились бы, или разрушились настолько, что их нельзя было бы изучить.

А ещё кварцевый аэрогель выдерживает 500 градусов Цельсия и обладает чрезвычайно низкой теплопроводностью. 2,5-сантиметровый лист из силиконового аэрогеля защищает руку человека от огня паяльной лампы.
Потому аэрогель охотно применяют как теплоизоляцию. В американских марсоходах, во всяком случае. Тем более, что первоначально аэрогели были весьма хрупки, но учёные научились изготавливать упругие и гибкие их разновидности.
Что до теплоизоляции домов — это ещё дело будущего. Но что интересно, некоторые исследователи уже изучают возможность использования аэрогеля не только для утепления стен, но и в качестве замены оконному стеклу.
Ведь некоторые образцы геля отличаются высокой прозрачностью (в то время, как другие имеют лёгкую голубоватую или желтоватую дымку, что зависит от преобладающего размера пор) .
При этом у аэрогеля очень низкий коэффициент преломления: где-то между 1 и 1,05. Напомним, у оконного стекла этот показатель составляет примерно 1,5.
Разновидностью аэрогеля является так называемое "воздушное стекло" (Airglass) с плотностью 0,05-0,2 грамма на кубический сантиметр. Оно довольно прозрачно, и хотя не слишком прочно, зато по теплозащите многократно превосходит обычное стекло.

Первый аэрогель получил американский учёный Сэмюэль Кистлер (Samuel Kistler) где-то в конце 1920-х или 1930-м году. В это время он работал в Тихоокеанском колледже в Стоктоне (Калифорния) .
В истории открытия сверхлёгкого материала до сих пор остались белые пятна. Потому официальной датой рождения аэрогеля принято считать 1931 год, когда Кистлер опубликовал статью о свой работе в журнале Nature.

Источник: <noindex><a rel="nofollow" href="http://www.businesspress.ru/newspaper/article_mId_37_aId_111631.html" target="_blank">http://www.businesspress.ru/newspaper/article_mId_37_aId_111631.html</a></noindex>, <noindex><a rel="nofollow" href="http://www.membrana.ru/articles/global/2004/03/29/234500.html" target="_blank">http://www.membrana.ru/articles/global/2004/03/29/234500.html</a></noindex>
Аватар пользователя
Гений
17лет

..твёрдый дым (он же аэрогель) - по своему химическому составу - то же стекло. Основу составляет диоксид кремния SiO2 и.. . пузырьки. Собственно, поэтому он в тысячу раз менее плотен, чем обычное стекло. Для его изготовления смесь "жидкого стекла" и легкоиспаряющейся жидкости аккуратно нагревают в устройстве, напоминающем кастрюлю-скороварку. Жидкость выкипает, а диоксид кремния образует легкую и ажурную структуру - "твердый дым", на 99.8% состоящий из воздуха, его плотность составляет всего 3 кг/м3. При этом он обладает фантастической прочностью. Кусочек аэрогеля массой 2 грамма держит 2.5-килограммовый кирпич:



Высокая прочность - не единственное достоинство материала. Очень низкая теплопроводность делает его идеальным материалом для термоизоляции космических аппаратов (уже, кстати, опробованным в миссии Mars Pathfinder).

Еще одно достоинство - экологичность производства нового материала. Да и плотность можно регулировать сравнительно легко, изменяя пропорции SiO2 и наполнителя в исходной смеси. Однако вряд ли можно сделать аэрогель еще легче. (Понятно, что его нельзя сделать легче воздуха, плотность которого при нормальных условиях 1.2 кг/м3). Попытка разбавить аэрогель приведет, вероятно, к тому, что составляющие его молекулы потеряют связь друг с другом.