Энэ бүхэн 1931 онд буюу 80 гаруй жилийн өмнө Самуэль Стивенс Коестлер тэр үеийн хамгийн хөнгөн материал болох аэрогелийг зохион бүтээснээр эхэлсэн бөгөөд нэгэн зэрэг маш бат бөх байсан.

2011 он хүртэл 80 жилийн турш тайван байдал хадгалагдан үлдэж, графен нь хамгийн хөнгөн материал болжээ. Түүний нягтрал нь 1 шоо см тутамд ердөө 0.9 мг, аэрогельээс 4 дахин бага байв. Тэр мөчөөс эхэлсэн жинхэнэ нээлтхэт хөнгөн материалын судалгаа, зохион бүтээх ажилд .

Нэг жил хүрэхгүй хугацаанд эрдэмтэд аэрографитыг гаргаж, графенээс 4 дахин хөнгөн болгож чаджээ. Аэрографитын нягт нь 0.18 мг/см3 байв.

Сорилтыг хүлээж авсан бөгөөд үр дүн нь аль хэдийн бий: Хятадын эрдэмтэд бүх нийтийн болгохыг оролдсон хөнгөн материалүр дүн нь индикатор бүхий графен дээр суурилсан аэрогель юм тодорхой таталцал 0.16 мг/см3. Бид ямар төрлийн хөнгөн материалтай харьцаж байгааг тодорхой болгохын тулд үүнийг агаартай харьцуулж үзье - Энэ нь агаараас 6.5 дахин хөнгөн юм.

Графен дээр суурилсан энэхүү аэрогель нь юунаас бүрддэг вэ? Энэ нь нүүрстөрөгч (нүүрстөрөгч) дээр суурилсан сүвэрхэг материал бөгөөд хөлдөөж хатаах боломжтой. Албан ёсны нэрнээлттэй материал "графен-аэрогель".

Материалын өвөрмөц шинж чанарууд:

• уян хатан байдлын өндөр коэффициент;
• цахилгаан дамжуулах чанар;
• шингээх коэффициент - 900.

Энэ нь агаараас хөнгөн байна гэсэн үг (тиймээ, энэ нь нисч чаддаг тул уях хэрэгтэй бөмбөлөг) ба сүвэрхэг бүтэцтэй Өөрөөсөө 900 дахин их жинтэй бодисыг шингээж чаддаг. "Графен-аэрогель"-ийг далай, далайд асгарсан тосыг дахин боловсруулагч болгон ашиглах санаа аль хэдийн гарч ирж байна. Графен болон цуглуулсан тосыг угсарсны дараа дахин ашиглах боломжтой гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.

Материалын цахилгаан дамжуулах чанарэлектрон бараа үйлдвэрлэгчдийн сонирхлыг их татах болно хөдөлгөөнт технологи, төхөөрөмжийн жин заримдаа маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

Үүнийг Жэжян их сургуулийн хятад профессор Гао Чао тэргүүтэй хэсэг эрдэмтэд зохион бүтээж, шуугиан тарьсан. шинжлэх ухааны ертөнц. Графен нь өөрөө гайхалтай хөнгөн материал бөгөөд орчин үеийн нано технологид өргөн хэрэглэгддэг. Эрдэмтэд үүнээс дэлхийн хамгийн хөнгөн сүвэрхэг материалыг олж авч чаджээ.

Графен аэрогелийг бусад аэрогелийн нэгэн адил сублимацын аргаар хатаах замаар хийсэн. Нүүрстөрөгч-графен материалаар хийсэн сүвэрхэг хөвөн нь ямар ч хэлбэрийг бараг бүрэн хуулбарладаг бөгөөд энэ нь аэрогелийн хэмжээ нь зөвхөн савны эзэлхүүнээс хамаарна гэсэн үг юм.

By химийн шинж чанараэрогель нь устөрөгч ба гелийээс бага нягттай байдаг. Эрдэмтэд түүний өндөр бат бэх, өндөр уян хатан чанарыг баталсан. Энэ нь графен аэрогель нь шингээж, эзэлхүүнийг хадгалж байдаг ч гэсэн органик бодисмассаас бараг 900 дахин их! 1 грамм аэрогель нь секундэд усанд уусдаггүй 68.8 грамм ямар ч бодисыг шингээж чаддаг. Энэ бол гайхалтай бөгөөд магадгүй тун удахгүй poeli.ru дээрх бүх баар, зочид буудлууд зочдыг татахын тулд энэ материалыг өөрсдийн зорилгоор ашиглах болно.

Шинэ материалын өөр нэг шинж чанар нь хүрээлэн буй орчны нийгэмлэгийн сонирхлыг ихэд татсан - графен хөвөн нь органик бодисыг шингээх чадвар нь хүний ​​гараар хийсэн ослын үр дагаврыг арилгахад туслах болно.

Графены катализатор болох боломжит шинж чанар химийн урвал, хадгалах систем болон нарийн төвөгтэй нийлмэл материал үйлдвэрлэхэд ашиглах зориулалттай.

Графен аэрогель ашиглан 3D хэвлэх

• 3D принтер,
• Түгээмэл шинжлэх ухаан *

Энэ нийтлэл нь qz.com сайтаас "Та одоо дэлхийн хамгийн хөнгөн материалыг 3 хэмжээстээр хэвлэх боломжтой" гэсэн орчуулга бөгөөд би өөрөө бага зэрэг нэмсэн.

Одоо Нью-Йоркийн их сургууль (SUNY) болон Канзас мужийн их сургуулийн эрдэмтэд графен аэрогель ашиглан 3D хэвлэх аргын талаар Small сэтгүүлд нийтэлжээ. Энэхүү технологи нь энэ материалаас бүтээгдэхүүнийг хэвлэх ажлыг хялбарчилж, түүний хэрэглээний хамрах хүрээг өргөжүүлдэг.

Графен нь нэг атомын зузаантай нүүрстөрөгчийн атомын давхарга юм. Анх 2004 онд хүлээн авсан. Түүнээс хойш хүч чадал, уян хатан чанар, цахилгаан дамжуулах чанараараа гайхалтай материал гэж нэрлэгдэх болсон. Агааржель нь үндсэндээ усыг агаараар сольдог ердийн гель юм. Графен аэрогель нь өндөр шахагдах чадвараараа алдартай (тиймээс энэ нь тэсвэрлэх чадвартай цусны даралт ихсэхнурахгүйгээр) ба өндөр дамжуулалт. Эдгээр чанарыг өгдөг материалын бүтэц нь 3D хэвлэлтэд ашиглахад хэцүү болгодог. Ихэвчлэн аэрогель 3D хэвлэхийн тулд үндсэн материалыг полимер гэх мэт бусад найрлагатай хольдог. Бүтэц өгсний дараа полимерийг арилгана химийн процесс(уусгагч гэх мэт). Энэ арга нь графен аэрогелээр бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд тохиромжгүй, учир нь графены бүтцийг устгах болно.

SUNY Buffalo болон Канзас мужийн их сургуулийн эрдэмтэд энэ асуудлыг шийдэх гарцыг олжээ. Тэд графены ислийг устай хольж, энэ хольцыг -25 хэмийн температурт субстрат дээр 3D хэвлэжээ. Тиймээс тэд мөсийг тулгуур болгон ашиглан хэвлэсэн давхарга бүрийг хөлдөөсөн.

Хэвлэх процесс дууссаны дараа мөсийг арилгасан шингэн азот- сублимацын хатаах. Ингэснээр тэд бичил бүтцийг гэмтээхгүйгээр бүтцээс усыг устгасан. Дараа нь хүчилтөрөгчийн атомыг зайлуулахын тулд материалыг халаасан. Үүний үр дүнд аэрогель дотор зөвхөн графен үлджээ. Энэ аргаар олж авсан материалын нягт нь 0.5 кг / м3-аас 10 кг / м3 хооронд хэлбэлздэг. Олж авсан хамгийн хөнгөн аэрогелийн нягт нь 0.16 кг / м3 байна.
Одоо SUNY болон Канзас мужийн их сургуулийн эрдэмтэд бусад аэрогель ашиглан хэвлэх технологио тохируулахаар ажиллаж байна.

Эцэст нь би танд нэг амттай зүйлийн талаар хэлэх болно сонирхолтой газараэрогель ашиглах.

Шинэ супер өндөр технологийн хоол хийх систем

Bose нь RFID уншигчтай индукцийн зуух, утасгүй температур мэдрэгчийг хянах, тэжээх чадвартай хоол хийх системийг (холбоос дээрх видео) танилцуулав. материал, энэ нь халаагч, цахилгаан дамжуулдаггүй материалаар хийгдсэн гадна хана цахилгаан гүйдэлхоёр хананы хооронд материал ба аэрогель дүүргэгч. Мөн тогоо нь RFID шошготой, индукцаар ажилладаг утасгүй температур мэдрэгчтэй. Тиймээс, үр дүн нь ус буцалж байх үед шатахаас айхгүйгээр нүцгэн гараараа ёроолоос нь барьж болох тогоо юм. Дулаан тусгаарлагчийн хувьд аэрогелийг сонгохдоо тэсвэрлэх чадвар зэрэг хэд хэдэн шаардлагаар тодорхойлогддог өндөр температур, хөнгөн, бага дулаан дамжуулалт(аэрогелийн хувьд дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь вакуум хавтан ба полиуретан хөөс тусгаарлагчийн хооронд хаа нэгтээ, хавтанд ойрхон байдаг). Савыг тавган дээр тавих үед хоол/шингэн нь хайруулын тавагны дотоод ханыг индукцийн халаалтаар халаана. Санал хүсэлттемператур мэдрэгчээр дамжин хэрэгждэг тул халаалтын элементэд тодорхой хүчийг тохируулахын оронд температурын тохиргоог ашигладаг. дотоод гадаргуутогоо, энэ нь хүнсний температуртай бараг тэнцүү байдаг (энергийн эрчим хүч бага, дотоод давхаргын өндөр дулаан дамжуулалт).

P.S. Бид IKEA-ийн "шидэт" ширээг хэрэгжүүлэхэд нэг алхам ойртлоо.

Эрдэмтдийн үзэж байгаагаар тэдний "үүсмэл" материал нь маш өндөр хүч чадал, уян хатан чанараараа тодорхойлогддог. Шахсаны дараа хэлбэрээ хурдан сэргээж, усанд уусдаггүй их хэмжээний бодисыг шингээж, хадгалах чадвартай - өөрийн жингээсээ 900 дахин их.

Өнгөрсөн жил бүтээгдсэн aerographicite хэмээх материал нэрээ хадгалж чадсангүй хөнгөн материалдэлхийд. Титэмийг 21-р зууны гайхамшигт материал болох графенээр хийсэн шинэ аэрогельд өгөх ёстой байв. Хэт хөнгөн материалын нягт нь гелий, устөрөгчийн хагасаас бага байна.

Шинэ материалыг Жэжян их сургуулийн (БНХАУ) Полимер технологи, шинжлэх ухааны тэнхимийн лабораторийн профессор Гао Чао тэргүүтэй хэсэг судлаачид боловсруулжээ.

1931 онд Америкийн эрдэмтэн, химийн инженер Сэмюэл Стивенс Кистлерийн бүтээсэн аэрогель. сүүлийн үедихээхэн анхаарал татаж эхлэв. 2011 онд олон давхаргад суурилсан аэрогель нүүрстөрөгчийн нано хоолойХөлдөөсөн утаа гэж нэрлэгддэг 4 мг/см3 нягттай (MCNT) нь 0,9 мг/см3 нягттай, бичил тортой бүтэцтэй дэлхийн хамгийн хөнгөн материалд байр сууриа тавьж өгчээ. Хожим нь түүнийг аэрографит (0.18 мг / см3) нүүлгэн шилжүүлсэн бөгөөд түүний ялалт нь адилхан богино настай байв. Өнөөдөр далдуу мод нь графен аэрогельд хамаардаг. Түүний нягт нь 0.16 мг/см3 байна.

Судлаачид макроскопийн графен материал, ялангуяа нэг хэмжээст утас, графенаас хоёр хэмжээст хальс бүтээх туршлагатай болсон. Дээд амжилт тогтоохын тулд тэд зөвхөн нэг хэмжээс нэмж, гурван хэмжээст сүвэрхэг материал авах шаардлагатай байв.

Гао аэрогель үүсгэхийн тулд sol-gel технологи болон бусад аргуудын оронд ашигласан шинэ аргахатаах, энэ нь өөрчлөх боломжтой хэлбэр бүхий нүүрстөрөгчийн хөвөн бүтээхэд тусалсан.

“Материалын хэмжээ нь савны хэмжээнээс шууд хамаардаг тул загвар ашиглах шаардлагагүй. Савны хэмжээ том байх тусам аэрогель их болно. Бид хэдэн мянган шоо см-ийн тухай ярьж болно, энэ бол хязгаар биш юм."

Эрдэмтдийн үзэж байгаагаар тэдний "үүсмэл" материал нь маш өндөр хүч чадал, уян хатан чанараараа тодорхойлогддог. Энэ нь шахалтын дараа хэлбэрээ хурдан сэргээж, усанд уусдаггүй их хэмжээний бодисыг шингээж, хадгалах чадвартай - өөрийн жингээсээ 900 дахин их. Итгэхэд бэрх ч нэг секундын дотор нэг грамм аэрогель нь 68.8 грамм органик бодисыг шингээдэг нь газрын тос асгарсан газарт хэрэглэхэд таатай болгодог.

“Магадгүй хэзээ нэгэн цагт энэ нь байгаль орчны гамшгаас урьдчилан сэргийлэхэд тусална. Материалын уян хатан шинж чанарын ачаар цуглуулсан тос болон аэрогелийг дахин боловсруулах боломжтой" гэж Гао хэлэв.

Судлаачид шинэ материалыг ашиглах боломжийг судалж байна. Тэдний үзэж байгаагаар графен аэрогелийг тусгаарлагч материал, катализаторын тулгуур эсвэл өндөр хүчин чадалтай нийлмэл материал болгон ашиглаж болно.

2011 оноос хойш эрдэмтэд хэд хэдэн шинэлэг материал боловсруулсан бөгөөд энэ нь "дэлхийн хамгийн хөнгөн материал" гэсэн цолыг хүртжээ. Эхлээд нүүрстөрөгчийн нано хоолой (4 мг/см3) дээр суурилсан аэрогель, дараа нь бичил торны бүтэцтэй материал (0,9 мг/см3), дараа нь аэрографит (0,18 мг/см3). Харин өнөөдөр хамгийн хөнгөн материал бол графен аэрогель бөгөөд нягт нь 0.16 мг/см3 юм.

Профессор Гао Чаогийн удирдлаган дор Жэжян их сургуулийн (БНХАУ) хэсэг эрдэмтдийн хийсэн энэхүү нээлт нь жинхэнэ шуугиан тарьсан. орчин үеийн шинжлэх ухаан. Графен өөрөө орчин үеийн нано технологид өргөн хэрэглэгддэг ер бусын хөнгөн материал юм. Эхлээд эрдэмтэд түүгээр нэг хэмжээст графен утас, дараа нь хоёр хэмжээст графен тууз бүтээж, одоо графенд гуравдахь хэмжээсийг нэмснээр сүвэрхэг материал үүссэн нь дэлхийн хамгийн хөнгөн материал болжээ.

Графенаас сүвэрхэг материал гаргах аргыг хөлдөөж хатаах гэж нэрлэдэг. Бусад аэрогелийг ижил аргаар бэлтгэдэг. Сүвэрхэг нүүрстөрөгч-графен хөвөн нь түүнд өгсөн ямар ч хэлбэрийг бараг бүрэн давтах чадвартай. Өөрөөр хэлбэл, үйлдвэрлэсэн графен аэрогелийн хэмжээ нь зөвхөн савны эзэлхүүнээс хамаарна.

Эрдэмтэд өндөр хүч чадал, уян хатан чанар гэх мэт чанаруудыг зоригтойгоор тунхагладаг. Үүний зэрэгцээ garfen airgel нь органик бодисыг 900 дахин их хэмжээгээр шингээж, хадгалах чадвартай. өөрийн жин! Тэгэхээр секундэд 1 грамм аэрогель нь усанд уусдаггүй аливаа бодисыг 68.8 грамм шингээж чаддаг.

Энэхүү шинэлэг материалын шинж чанар нь байгаль орчны мэргэжилтнүүдийн сонирхлыг шууд татдаг. Эцсийн эцэст, ийм байдлаар та хүний ​​гараар хийсэн ослын үр дагаврыг хурдан арилгах боломжтой, жишээлбэл, газрын тос асгарсан газарт аэрогель ашиглах.

Байгаль орчны ашиг тусаас гадна графен аэрогель нь эрчим хүчний асар их нөөцтэй, ялангуяа хадгалах системд ашиглахаар төлөвлөж байна. Энэ тохиолдолд аэрогель нь тодорхой химийн урвалын хурдасгуур болж чаддаг. Мөн графен аэрогелийг нарийн төвөгтэй нийлмэл материалд аль хэдийн ашиглаж эхэлжээ.