Бъдещи аерогели, вдъхновени от крилата на водната кондиция

06/26/2018 / От Р. Дж. Джонсън

  https://www.newstarget.com/2018-06-26-future-aerogels-inspired-by-the-wings-of-a-dragonfly.html

Водните кончета помогнаха на хеликоптера да даде на човечеството, сега те са вдъхновяващи иновации в изолацията. Изследователи от Нюкасълския университет в Обединеното кралство откриха ефикасен и евтин метод за производство на аерогел , силен и лек материал, който обикновено се използва за изолация, като разглежда как водните кончета изсушават крилата си.

Въздухът е синтетичен материал, получен от гел, смес, в която течни частици се диспергират в твърда среда. Аерогелът се различава от другите гелове - желатин, например - поради това, че неговите течни компоненти са заменени с газ. Това дава на аерогел изключително ниска плътност - толкова ниска, че парче с размери на семейна кола не е по-тежка от килограма. Толкова е лек, че описателните му имена включват "твърд въздух" и "замръзнал дим".

Тя започва като мокра смес от силикагел, сравнима с желета, която след това се изсушава, за да се получи един от най-порьозните материали, известни на човечеството. Съдържанието на вода се отстранява внимателно, за да се предотврати увреждането на деликатната структура на силициевия двуокис - дълъг, щателен процес, който завършва с повишаване на цената на материала. Тъй като малко от американските собственици на жилища могат да си го позволят, повечето от приложенията му включват високоспециализирани задачи, като събиране на звезда в космоса. (Свързани:  Изследователите са рециклирани отпадъци от дрехи в суперматериал "аерогел", който може да помогне да се спре кървенето от рана .)

В изследването си, публикувано в сп. Advanced Materials , изследователите обсъждат как вместо да използват високо налягане и температура, те използват натриев бикарбонат (по-известен като сода за хляб), за да "разпенват" водните молекули, като запазват въглеродния диоксид, порите на материала. Това се вдъхновява от наблюденията как водните кончета изсушават крилата си, след като се появяват като възрастни.

Получете още новини от този тип, без да сте цензурирани : Вземете приложението Natural News за вашите мобилни устройства. Насладете се на нецензурирани новини, резултати от лабораторни тестове, видеоклипове, подкасти и др. Прескочите цялата несправедлива цензура от Google, Facebook, YouTube и Twitter. Получете ежедневните си новини и видеоклипове директно от източника! Изтеглете тук .

 

"Крилата на водните кончета са ултра лек аерогел - съставляващ по-малко от 2% от общото телесно тегло на насекомото - и въпреки това са толкова силни, че могат да носят насекоми на хиляди мили между океаните и между континентите", каза д-р Лидия Шилер наномащабен учен в Нюкасълския университет и един от авторите на изследването.

Д-р Шилер обясни, че по-голямата част от жизнения цикъл на водните кончета се прекарва под вода като ларва. След 30 дни до няколко години - в зависимост от вида - животното се превръща в възрастен, който може да полети. Когато за първи път излиза от ларвалната си кожа, крилата му имат желеобразни свойства.

Водните кончета изсушават крилата си, като произвеждат бикарбонатни молекули. Те произвеждат въглероден диоксид, който регулира натиска на тялото им и отстранява водата от крилата им, което ги прави достатъчно здрави и стабилни, за да бъдат използвани за полет.

Тя каза, че това е само въпрос на репликация на процеса в лаборатория и издухване на водата при околна температура.

Аерогел като изолационен материал

С уникалните си характеристики въздухът може да бъде най-добрия изолационен материал за жилища и други сгради.

• Неговата топлопроводимост е много ниска - скоростите на топлопренасяне на Airgel са сравними - понякога по-добре - с някои от изолационните материали, които се използват днес, което означава, че температурата на вътрешните температури може да остане стабилна дори при по-малко от комфортно време.
• Изключително здрав - Материалът е устойчив на стареене, влага и повреди от перфорация. Възможно е, например, блоковете на аерогел да са способни да задържат големи тежести.
• Той е устойчив на огън - За разлика от минералната вата, аерогелът не изисква допълнителни обработки, за да стане устойчив на огън.
• Лесно и безопасно е да се инсталира  - Фибростъкло, най-често използваният изолационен материал в употреба днес, е направено от нишки от стъкло. Поради това, инсталирането му включва определено ниво на риск, тъй като частите от стъкло могат да причинят наранявания и здравословни проблеми. Целулозата е известна трудно да се инсталира и може да се обработва само от експерти. Не е нужно много умение или опит да се инсталира правилно въздух.
• Тя е почти прозрачна - Това означава, че тя може да се използва за изолиране на зони, проектирани да се осветяват, като например прозорци и капандури.

Изследователите твърдят, че когато се увеличават по мащаб, техниката им може да намали цената на аерогела от около 100 долара на килограм до едва 4 долара на килограм, което го прави по-достъпен за обществеността.

"Потенциалът на това откритие по отношение на намаляването на използването на енергия и следователно нашите сметки за енергия е наистина вълнуващо", каза д-р Шилер.

Изследването е финансирано от Съвета за научни изследвания вобластта на инженерните и физическите науки (EPSRC).

Хвани повече истории за аерогелове и други технологии на бъдещето в FutureSciencenews.com .

Източниците включват:

ScienceDaily.com

Hindawi.com