Oto najlżejszy materiał na świecie
Aerographite - tak nazywa się najlżejszy materiał na świecie o wadze 0,2 mg na cm sześc. Jest 75-krotnie lżejszy od pianki styropianowej. Złożony jest z nanorurek węglowych - poinformowały portale Eurekalert i TUHH.
Zespół naukowców z Fachhochschule Kiel (FK) I Technische Universitata Hamburg-Harburg (TUHH) pod kierownictwem prof. Lorenza Kienle i dr Andriya Lotnyka opracowali najlżejszy materiał na świecie. Waży od 0,2 mg na cm sześć. i jest 75-krotnie lżejszy niż pianka styropianowa Styrofoam, najlżejszy obecnie materiał powszechnego użytku.
Aerographite, bo taka nazwę nosi nowy materiał, jest matowo czarny, nieprzezroczysty, giętki, zachowuje stabilność i przewodnictwo elektryczne. Jego struktura składa się z porowatych rurek węglowych, ukształtowanych trójwymiarowo. Jak stwierdził Matthias Mecklenburg, jeden z naukowców prowadzących badania, Aerographite waży 4 razy mniej niż pokazany 6 miesięcy temu najlżejszy materiał używany w elektronice, oparty na nanorurkach niklowo-węglowych.
Trójwymiarowa struktura oparta na nanorurkach węglowych i niska waga czynią nowy materiał bardzo sprężystym. W odróżnieniu od dotychczas stosowanych materiałów lekkich dobrze znosi zarówno sprężanie jak i rozciąganie. Według prowadzącego badania prof. Rainera Adelunga z FK, może zostać ściśnięty o 9. proc. w stosunku do początkowej objętości i wróci do kształtu pierwotnego bez żadnych uszkodzeń Oznacza to, że jest materiałem o większej trwałości i wytrzymałości niż stosowane dotychczas materiały superlekkie. Absorbuje przy tym całkowicie światło, nie odbijając go co czyni Aerographite idealnym pokryciem.
Materiał ten powstał w wyniku skomplikowanego procesu. Naukowcy rozgrzewali proszek tlenku cynku do 90. st. C, do chwili powstania frakcji krystalicznych. Formowali z nich następnie owalne przypominające pigułki obiekty, w których powstawały nanostruktury tzw. tetrapody. Tetrapody łączyły się w sieci kulek formując szkielet Aerographitu.
W następnym kroku struktury te były poddawane w reaktorze chemicznym w temp. 76. st. C działaniu par czystego węgla, tak, aby na szkielecie wytworzyła się warstwa grafitowa. Później do reaktora wtłoczony został wodór, reagujący z tlenem w tlenku cynku. Produktami tej reakcji były para wodna oraz cynk, zaś w efekcie powstawał elastyczny szkielet z nanorurek z pojedynczymi atomami cynku. Im mniejsza ilość cynku pozostawała w materiale tym, lżejsze i bardziej porowate były nanorurki tworzące jego szkielet, a sam materiał – bardziej elastyczny.
Charakterystyka Aerographite, według naukowców, wskazuje na to iż będzie on doskonałym materiałem na elektrody w bateriach Li-Ion. Jego zastosowanie pozwoli bowiem na znaczne zmniejszenie ilości stosowanego w tych bateriach elektrolitu, co umożliwi na zmniejszenie ich wagi. Tego typu baterie mogą być stosowane w robotach np. latających, rowerach elektrycznych czy samochodach EV.
Nowy materiał może być ponadto zastosowany wszędzie tam, gdzie wymagana jest duża elastyczność przy małej wadze i dobrym przewodnictwie elektrycznym np. w satelitach, samolotach i robotach, ponieważ materiał ten jest odporny także na wibracje. Może być także zastosowany w oczyszczalniach ścieków lub filtrach oczyszczania wody w miejskich przedsiębiorstwach komunalnych. Według jego twórców zastosowanie nowego materiału „jest możliwe we wszystkich typach konstrukcji i sprzętu elektronicznego”
