Группа исследователей из Харбинского технологического института в Китае совместно с коллегой из США разработала новый вид аэрогеля для использования в гибких теплоизоляционных материалах. В своей статье, опубликованной в журнале Nature, группа описывает, как они сделали свой аэрогель и насколько хорошо он работал при сильном нагревании.
Предыдущая работа показала, что аэрогели, изготовленные из керамических материалов, очень хорошо работают в качестве теплоизоляторов — их очень низкая плотность имеет очень низкую теплопроводность . Но такие материалы хрупкие, что делает их непригодными для использования в гибких материалах, таких как костюмы для пожарных. Они также имеют тенденцию разрушаться при воздействии очень высоких температур. В этой новой работе исследователи разработали метод изготовления аэрогеля на керамической основе , который можно использовать в гибких приложениях, а также он не разрушается при воздействии очень высоких температур.
Чтобы создать свой аэрогель, исследователи использовали новый подход — они протолкнули прекурсор циркония-кремния с помощью пластикового шприца в камеру с турбулентным потоком воздуха — подход электропрядения, в результате которого был получен керамический материал, напоминающий сладкую вату. Затем они сложили полученный материал в виде зигзага и нагрели его до 1100°C. Такой нагрев изменил текстуру материала из стеклообразного состояния в нанокристалл. Исследование полученного материала с помощью спектроскопа показало, что их подход привел к созданию материала с нанокристаллическими частицами, внедренными в матрицу аморфного циркона — гибкого аэрогеля, изготовленного из керамики, не склонной к разрушению при высоких температурах.
Исследователи протестировали материал, используя его для изоляции топливной трубки самолета и применяя паяльную лампу с бутаном в течение пяти минут. Они обнаружили, что использование обычного полиимидного барьера позволяет температуре в трубке достигать 267°C, в то время как обычный аэрогель поддерживает температуру на уровне 159°C, а новый гель поддерживает ее на уровне всего 33°C. Они также обнаружили, что материал был достаточно гибкий, чтобы его можно было использовать в гибких тканях, таких как те, которые используются для изготовления защитной одежды для пожарных.
