Bilim adamlarına göre "türettikleri" malzeme son derece yüksek mukavemet ve elastikiyete sahip. Sıkıştırıldıktan sonra hızlı bir şekilde şekline dönebilir, suda çözünmeyen büyük miktarda maddeyi (kendi ağırlığının 900 katına kadar) emebilir ve tutabilir.

Geçen yıl oluşturulan aerografit adı verilen bir malzeme, bu unvanını koruyamadı. hafif malzeme Dünyada. Tacın 21. yüzyılın mucizevi malzemesi grafenden yapılmış yeni bir aerojele verilmesi gerekiyordu. Ultra hafif malzemenin yoğunluğu helyumunkinden daha düşük, hidrojeninkinin ise yarısı kadardır.

Yeni materyal, Zhejiang Üniversitesi (Çin) Polimer Teknolojisi ve Bilim Bölümü laboratuvarından Profesör Gao Chao liderliğindeki bir grup araştırmacı tarafından geliştirildi.

Aerojeller, ilk olarak 1931 yılında Amerikalı bilim adamı ve kimya mühendisi Samuel Stevens Kistler tarafından yaratıldı. Son zamanlardaçok ilgi görmeye başladı. 2011 yılında çok katmanlı bir aerojel geliştirildi. karbon nanotüpler Donmuş duman olarak da bilinen MCNT, 4 mg/cm3 yoğunluğuyla yerini, yoğunluğu 0,9 mg/cm3 olan mikro kafes yapısına sahip dünyanın en hafif malzemesine bıraktı. Daha sonra onun yerini aerografit (0,18 mg/cm3) aldı ve bu zaferin aynı derecede kısa ömürlü olduğu ortaya çıktı. Bugün avuç içi grafen aerojele aittir. Yoğunluğu 0,16 mg/cm3’tür.

Araştırmacıların halihazırda makroskobik grafen malzemeleri, özellikle de tek boyutlu fiberler ve grafenden yapılmış iki boyutlu filmler oluşturma deneyimi var. Rekoru kırmak için yalnızca bir boyut ekleyip üç boyutlu gözenekli bir malzeme elde etmeleri gerekiyordu.

Gao, aerojel oluşturmak için kullanılan sol-jel teknolojisi ve diğer yöntemler yerine, yeni yolözelleştirilebilir bir şekle sahip bir karbon sünger oluşturulmasına yardımcı oldu.

“Şablon kullanmaya gerek yok çünkü malzemenin boyutu doğrudan kabın boyutuna bağlı. Kap ne kadar büyükse aerojel de o kadar fazla olur. Binlerce santimetreküpten bahsedebiliriz ve bu sınır değil.”

Bilim adamlarına göre "türettikleri" malzeme son derece yüksek mukavemet ve elastikiyete sahip. Sıkıştırıldıktan sonra hızlı bir şekilde şekle dönebilir, suda çözünmeyen büyük miktarda maddeyi (kendi ağırlığının 900 katına kadar) emebilir ve tutabilir. İnanması zor ama bir gram aerojel bir saniye içinde 68,8 grama kadar organik maddeyi emiyor, bu da onu petrol sızıntısı alanlarında kullanım için çekici kılıyor.

“Belki bir gün çevre felaketinin önlenmesine yardımcı olabilir. Malzemenin elastik özellikleri sayesinde toplanan yağ ve aerojel geri dönüştürülebiliyor” diyor Gao.

Araştırmacılar yeni materyali kullanma olanaklarını araştırıyorlar. Onlara göre grafen aerojel, yalıtım malzemesi, katalizör desteği veya yüksek performanslı kompozit olarak kullanılabilir.

Aerojeller (lat. hava- hava ve dondurma- dondurulmuş) - içinde jel olan bir malzeme sınıfı sıvı faz tamamen gazla değiştirildi, bunun sonucunda madde rekor derecede düşük bir yoğunluğa, havanın yoğunluğundan yalnızca bir buçuk kat daha yüksek ve bir dizi başka benzersiz niteliğe sahip: sertlik, şeffaflık, ısı direnci, son derece düşük ısı iletkenliği ve su emme eksikliği.

Aerojelin genel görünümü

Aerojel aynı zamanda %99,8'inin havadan oluşmasıyla da benzersizdir!

Amorf silikon dioksit, alümina, krom ve kalay oksit bazlı aerojeller yaygındır. 1990'ların başında karbon bazlı aerojelin ilk örnekleri elde edildi.

Aerojel, insan elinin çok sıra dışı bir yaratımıdır ve benzersiz nitelikleri nedeniyle Guinness Rekorlar Kitabı'nda 15 pozisyona layık görülen bir malzemedir.

Aerojeller, boşlukların hacmin en az %50'sini kapladığı mezogözenekli malzeme sınıfına aittir. Aerojellerin yapısı, 2-5 nm boyutunda kümelenmiş nanopartiküllerden ve 100 nm boyutuna kadar gözeneklerden oluşan ağaç benzeri bir ağdır.

Dokunulduğunda Aerojeller polistiren köpük gibi hafif ama sert bir köpüğe benziyor. Ağır yük altında aerojel çatlar, ancak genel olarak çok dayanıklı bir malzemedir - bir aerojel numunesi kendi ağırlığının 2000 katı yüke dayanabilir. Aerojeller, özellikle kuvars olanlar iyi ısı yalıtıcılarıdır.

Kuvars Aerojeller en yaygın olanıdır ve aynı zamanda en düşük yoğunluk rekorunu da elinde tutmaktadır. katılar— 1,9 kg/m³, bu 500 katıdır daha az yoğunluk su ve sadece 1,5 kez daha fazla yoğunluk hava.

Kuvars Aerojelleri aynı zamanda son derece düşük ısı iletkenliklerinden (normalde havada ~0,017 W/(m.K)) dolayı da popülerdir. atmosferik basınç), havanın ısıl iletkenliğinden (0,024 W/(m.K)) daha azdır.

Aerojel Uygulaması

Aerojeller inşaat ve endüstride çelik boru hatlarının, yüksek ve düşük sıcaklıkta proseslere sahip çeşitli ekipmanların, binaların ve diğer nesnelerin ısı yalıtımı için ısı yalıtımı ve ısı tutucu malzemeler olarak kullanılır. 650°C'ye kadar sıcaklıklara dayanabilir ve 2,5 cm kalınlığında bir katman koruma için yeterlidir. insan eli kaynak makinesine doğrudan maruz kalmaktan.

Kuvars Aerojel'in erime noktası 1200°C'dir.

Aerojel üretimi

Aerojel üretme süreci karmaşık ve emek yoğundur. İlk olarak jel kimyasal reaksiyonlar kullanılarak polimerize olur. Bu işlem birkaç gün sürer ve çıktı jöle benzeri bir üründür. Daha sonra alkolle birlikte jölenin suyu uzaklaştırılır. Tamamen kaldırılması, tüm sürecin başarısının anahtarıdır. Bir sonraki adım “süperkritik” kurutmadır. Sıvılaştırılmış karbondioksit kullanılarak yüksek basınç ve sıcaklıkta otoklavda üretilir.

Aerojel icadının öncüsü, sonuçlarını 1931'de Nature dergisinde yayınlayan Stockton, California, ABD'deki College of the Pacific'ten kimyager Steven Kistler'a atfedilir.

Kistler, jeldeki sıvıyı metanolle değiştirdi ve ardından jeli basınç altında, istenen sıcaklığa ulaşıncaya kadar ısıttı. Kritik sıcaklık metanol (240°C). Metanol hacmi azalmadan jelden ayrıldı; Buna göre jel neredeyse hiç büzülmeden "kurudu".

Grafen aerojel ile 3 boyutlu baskı

• 3 boyutlu yazıcılar,
• Popüler Bilim *

Bu yazı, qz.com sitesinden alınan “Artık dünyanın en hafif malzemelerinden birini 3D olarak basabilirsiniz” yazısının çevirisidir, ben de kendimden biraz ekledim.

Şimdi, New York Eyalet Üniversitesi (SUNY) ve Kansas Eyalet Üniversitesi'nden bilim adamları, Small dergisinde grafen aerojel ile 3 boyutlu baskıya yönelik bir yöntem hakkında yayınladılar. Bu teknoloji, bu malzemeden ürünlerin kalıplanmasını basitleştirir ve uygulama kapsamını genişletir.

Grafen, bir atom kalınlığında karbon atomlarından oluşan bir katmandır. İlk kez 2004'te alındı. Ve o zamandan beri gücü, sünekliği ve iletkenliği nedeniyle inanılmaz bir malzeme olarak lanse edildi. Aerojel aslında suyun hava ile değiştirildiği normal bir jeldir. Grafen aerojel yüksek sıkıştırılabilirliğiyle bilinir (böylece dayanabilir) yüksek basınççökmeden) ve yüksek iletkenlik. Malzemenin kendisine bu nitelikleri veren yapısı, 3 boyutlu baskıda kullanımını zorlaştırıyor. Tipik olarak aerojel 3D baskı için temel malzeme, polimer gibi diğer bileşenlerle karıştırılır. Yapıyı verdikten sonra polimer çıkarılır kimyasal işlem(çözücüler vb.). Bu yöntem grafen aerojelden ürün üretmek için uygun değildir çünkü grafenin yapısını bozacaktır.

SUNY Buffalo ve Kansas Eyalet Üniversitesi'nden bilim adamları bu soruna bir çözüm buldular. Grafen oksidi suyla karıştırdılar ve bu karışımı -25 C° sıcaklıkta bir alt tabaka üzerine 3D olarak bastılar. Böylece basılan her katmanı destek olarak buz kullanarak dondurdular.

Yazdırma işlemi tamamlandıktan sonra buz kaldırıldı sıvı nitrojen- süblimasyon kurutma. Bu sayede mikro yapıya zarar vermeden suyu yapıdan uzaklaştırdılar. Malzeme daha sonra oksijen atomunu çıkarmak için ısıtıldı. Sonuç olarak aerojelde yalnızca grafen kaldı. Bu şekilde elde edilen malzemenin yoğunluğu 0,5 kg/m3 ile 10 kg/m3 arasında değişmektedir. Elde edilen en hafif aerojelin yoğunluğu 0,16 kg/m3'tür.
Şimdi SUNY ve Kansas Eyalet Üniversitesi'nden araştırmacılar, teknolojilerini diğer aerojellerle baskıya uyarlamak için çalışıyorlar.

Ve son olarak size lezzetli bir tariften bahsedeceğim. ilginç alan aerojel kullanımı.

Yeni süper yüksek teknolojili pişirme sistemi

Bose, RFID okuyuculu bir indüksiyon ocağı ve kablosuz sıcaklık sensörünü izleme ve çalıştırma yeteneğinin yanı sıra elektrik akımı iletkeninden yapılmış bir iç duvarı olan bir tencereden (kızartma tavası) oluşan bir pişirme sistemi (bağlantıdaki video) sundu. ısıtıcı olan malzeme, iletken olmayan malzemeden yapılmış bir dış duvar elektrik iki duvar arasında malzeme ve aerojel dolgu maddesi. Tavada ayrıca yerleşik bir RFID etiketi ve indüksiyonla çalışan bir kablosuz sıcaklık sensörü bulunur. Böylece sonuç, içinde su kaynarken yanma korkusu olmadan, çıplak ellerinizle altından tutabileceğiniz bir tavadır. Isı yalıtkanı olarak aerojel seçimi, dayanma yeteneği gibi bir dizi gereksinime göre belirlenir. yüksek sıcaklıklar hafiflik, düşük ısı iletkenliği(aerojeller için termal iletkenlik, vakum panelleri ile poliüretan köpük izolasyonu arasında, panellere daha yakın bir yerdedir). Tava ocağa yerleştirildiğinde yiyecek/sıvı tavanın iç duvarının indüksiyonla ısıtılmasıyla ısıtılır. Geri bildirim bir sıcaklık sensörü aracılığıyla uygulanır, bu nedenle ısıtma elemanına sağlanan belirli bir gücü ayarlamak yerine sıcaklık ayarı kullanılır iç yüzey neredeyse yiyeceğin sıcaklığına eşit olan tavalar (düşük enerji yoğunluğu ve iç katmanın yüksek ısı iletkenliği).

Not: IKEA'nın "sihirli" masasını gerçekleştirmeye bir adım daha yaklaştık.

Dünyadaki en son haberleri takip ediyorsanız modern teknolojiler, o zaman bu materyal sizin için büyük bir haber olmayacak. Ancak, en çok daha ayrıntılı olarak düşünün hafif malzeme dünyada biraz daha detay öğrenmekte fayda var.

Bir yıldan az bir süre önce dünyanın en hafif malzemesi unvanı aerografit adı verilen bir malzemeye verildi. Ancak bu malzeme uzun süre avuçta kalmayı başaramadı; yakın zamanda grafen aerojel adı verilen başka bir karbon malzeme tarafından devralındı. Oluşturuldu Araştırma grubu Zhejiang Üniversitesi Polimer Bilimi ve Teknolojisi Bölümü'nün Profesör Gao Chao başkanlığındaki laboratuvarında, ultra hafif grafen aerojeli, helyum gazından biraz daha düşük ve hidrojen gazından biraz daha yüksek bir yoğunluğa sahiptir.

Bir malzeme sınıfı olarak aerojeller, 1931 yılında mühendis ve kimyager Samuel Stephens Kistler tarafından geliştirilmiş ve üretilmiştir. O zamandan beri, çeşitli kuruluşlardan bilim adamları, şüpheli değerlerine rağmen bu tür malzemeleri araştırıyor ve geliştiriyorlar. pratik kullanım. Çok duvarlı karbon nanotüplerden oluşan ve “donmuş duman” olarak adlandırılan 4 mg/cm3 yoğunluğa sahip aerojel, 2011 yılında en hafif malzeme unvanını 0,9 mg/cm3 yoğunluğa sahip metal mikro kafes malzemesine kaptırdı. Bir yıl sonra ise en hafif malzeme unvanı aerografit adı verilen yoğunluğu 0,18 mg/cm3 olan karbon malzemeye geçti.

Profesör Chao'nun ekibi tarafından oluşturulan en hafif malzeme unvanının yeni sahibi grafen aerojel, 0,16 mg/cm3 yoğunluğa sahip. Bu kadar hafif bir malzeme yaratmak için bilim adamları bugüne kadarki en şaşırtıcı ve ince malzemelerden biri olan grafeni kullandılar. Ekip, "tek boyutlu" grafen fiberler ve iki boyutlu grafen şeritler gibi mikroskobik malzemeler oluşturma konusundaki deneyimlerini kullanarak, grafenin iki boyutuna başka bir boyut eklemeye ve toplu gözenekli bir grafen malzeme oluşturmaya karar verdi.

Çinliler, solvent malzemesi kullanan ve genellikle çeşitli aerojeller yapmak için kullanılan şablon üretim yöntemi yerine dondurarak kurutma yöntemini kullandı. Sıvı dolgu maddesi ve grafen parçacıklarından oluşan bir cooloid çözeltisinin dondurularak kurutulması, şekli verilen şekli neredeyse tamamen takip eden karbon bazlı gözenekli bir süngerin oluşturulmasını mümkün kıldı.

Profesör Chao, "Şablon kullanmaya gerek yok; oluşturduğumuz ultra hafif karbon malzemenin boyutu ve şekli yalnızca kabın şekline ve boyutuna bağlıdır" diyor ve şöyle devam ediyor: "Üretilen aerojel miktarı yalnızca kabın boyutuna bağlıdır. binlerce santimetreküple ölçülen bir hacme sahip olabilir.

Ortaya çıkan grafen aerojel son derece dayanıklıdır ve elastik malzeme. Emebilir organik materyaller ağırlığı kendi ağırlığının 900 katını aşan yağlar dahil yüksek hız emilim. Bir gram aerojel, yalnızca bir saniyede 68,8 gram yağı emer ve bu da onu okyanus yağı ve petrol ürünleri için emici olarak kullanım açısından cazip bir malzeme haline getirir.

Grafen aerojel, yağ emici görevi görmenin yanı sıra, bazı enerji depolama sistemlerinde katalizör olarak kullanım potansiyeline de sahiptir. kimyasal reaksiyonlar ve karmaşık kompozit malzemeler için dolgu maddesi olarak.

Grafen ve karbon nanotüplerin kombinasyonu elde etmeyi mümkün kıldı karbon aerojel Yalnızca grafenden veya yalnızca nanotüplerden yapılan aerojellerin dezavantajlarından yoksundur. Yeni karbon kompozit malzeme, tüm aerojellerin olağan özelliklerine (son derece düşük yoğunluk, sertlik ve düşük ısı iletkenliği) ek olarak, aynı zamanda yüksek elastikiyete (tekrarlanan sıkıştırma ve germe sonrasında şeklini geri kazanma yeteneği) ve organik sıvıları mükemmel bir şekilde absorbe etme yeteneğine sahiptir. . Bu sonuncu özelliğin petrol sızıntısına müdahalede uygulamaları olabilir.

Kapalı bir kabı sıvı ve bu sıvının buharıyla ısıttığımızı düşünelim. Sıcaklık ne kadar yüksek olursa, daha fazla sıvı gaz fazına geçerek buharlaşacak ve basınç ne kadar yüksek olacak ve bununla birlikte gaz fazının yoğunluğu (aslında buharlaşan moleküllerin sayısı) olacaktır. Değeri kapta ne tür bir madde olduğuna bağlı olacak belirli bir basınç ve sıcaklıkta, sıvıdaki moleküllerin yoğunluğu gaz fazındakiyle aynı olacaktır. Sıvının bu durumuna denir süperkritik. Bu durumda sıvı ve gaz fazları arasında hiçbir fark yoktur ve dolayısıyla yüzey gerilimi.

Daha hafif (daha az yoğun) aerojeller bile, aerojelin katı fazı olarak görev yapacak bir maddenin önceden hazırlanmış gözenekli bir substrat üzerine kimyasal olarak biriktirilmesiyle elde edilir ve bu daha sonra çözülür. Bu yöntem, katı fazın yoğunluğunu (birikmiş madde miktarını düzenleyerek) ve yapısını (gerekli yapıya sahip bir substrat kullanarak) düzenlemenize olanak tanır.

Yapılarından dolayı aerojellerin bir dizi benzersiz özelliği vardır. Güçleri katılarınkine yakın olsa da (Şekil 1A), yoğunlukları gazlarınkine benzer. Bu nedenle, en iyi kuvars aerojel örnekleri yaklaşık 2 mg/cm3 yoğunluğa sahiptir (bileşimlerinde bulunan havanın yoğunluğu 1,2 mg/cm3'tür), bu da gözeneksiz katı malzemelerinkinden bin kat daha azdır. .

Aerojeller ayrıca son derece düşük termal iletkenliğe sahiptir (Şekil 1B), çünkü ısı, çok ince nanopartikül zincirlerinden oluşan dallanmış bir ağ boyunca karmaşık bir yol kat etmek zorundadır. Aynı zamanda, aynı zincirlerin konveksiyonu imkansız hale getirmesi nedeniyle hava fazından ısı transferi de zordur, bu olmadan havanın termal iletkenliği çok düşüktür.

Aerojelin başka bir özelliği - olağanüstü gözenekliliği - gezegenler arası toz örneklerinin Dünya'ya teslim edilmesini mümkün kıldı (bkz. Stardust toplayıcı eve dönüyor, "Elementler", 01/14/2006). uzay aracı Yıldız tozu. Toplama cihazı, içine düşen toz parçacıklarının birkaç milyar ivmeyle durduğu bir aerojel bloğuydu. Gçökmeden (Şekil 1C).

Yakın zamana kadar aerojelin ana dezavantajı kırılganlığıydı: tekrarlanan yükler altında çatlıyordu. O dönemde kuvarstan, bazı metal oksitlerden ve karbondan elde edilen tüm aerojellerin bu dezavantajı vardı. Ancak yeni karbon malzemelerinin (grafen ve karbon nanotüpler) ortaya çıkışıyla, elastik ve kırılmaya dayanıklı aerojellerin elde edilmesi sorunu çözüldü.

Grafen, karbon atomlarının altıgen bir kafes oluşturduğu (kafesin her hücresi bir altıgendir) bir atom kalınlığında bir tabakadır ve karbon nanotüp, bir ila onlarca nanometre kalınlığa sahip bir silindire sarılmış aynı tabakadır. Bu karbon formları büyük mekanik dayanıma, esnekliğe sahiptir. yüksek alan iç yüzeyin yanı sıra yüksek termal ve elektrik iletkenliği.

Ancak grafenden ayrı olarak veya karbon nanotüplerden ayrı olarak hazırlanan malzemelerin de dezavantajları vardır. Böylece yoğunluğu 5,1 mg/cm3 olan grafen aerojel, kendi ağırlığının 50.000 katını aşan bir yük altında çökmemiş ve orijinal boyutunun %80'i kadar sıkıştırıldıktan sonra şeklini geri kazanmıştır. Ancak grafen levhaların bükülme direncinin yetersiz olması nedeniyle yoğunluklarının azalması grafen aerojelin elastik özelliklerini kötüleştirir.

Karbon nanotüplerden yapılan aerojelin başka bir dezavantajı daha vardır: daha serttir, ancak yükün kaldırılmasından sonra şeklini hiç geri kazanmaz, çünkü yük altındaki nanotüpler geri dönülemez bir şekilde bükülür ve dolanır ve yük aralarında zayıf bir şekilde aktarılır.

Deformasyonun parçacıkların konumundaki bir değişiklik olduğunu hatırlayın fiziksel beden elastik deformasyon, buna neden olan kuvvetin ortadan kalkmasıyla birlikte ortadan kaybolan bir deformasyondur. Bir cismin elastiklik "derecesi" (elastik modül olarak adlandırılır), numunenin elastik deformasyonuna bir deforme edici kuvvet uygulandığında numune içinde ortaya çıkan mekanik gerilimin bağımlılığı ile belirlenir. Gerilim girişi bu durumda birim alan başına numuneye uygulanan kuvvettir. (Elektrik voltajıyla karıştırılmamalıdır!)

Bir grup Çinli bilim insanının gösterdiği gibi, aerojelin hazırlanmasında grafen ve nanotüpler aynı anda kullanıldığında bu eksiklikler tamamen telafi ediliyor. Makalenin yazarları tartışılan Gelişmiş Malzemeler nanotüplerin ve grafen oksitin sulu bir çözeltisini kullandı; bu çözeltiden suyun dondurulması ve süblimleştirilmesiyle buz - liyofilizasyon (ayrıca bkz. Dondurarak kurutma) yoluyla çıkarıldı, bu aynı zamanda yüzey geriliminin etkilerini de ortadan kaldırır, ardından grafen oksit kimyasal olarak grafene indirgenir. . Ortaya çıkan yapıda, grafen levhalar bir çerçeve görevi gördü ve nanotüpler bu levhalar üzerinde sertleştirici görevi gördü (Şekil 2A, 2B). Çalışmaların gösterdiği gibi elektron mikroskobu Grafen tabakaları birbiriyle örtüşür ve boyutları onlarca nanometreden onlarca mikrometreye kadar değişen gözeneklere sahip üç boyutlu bir çerçeve oluşturur ve karbon nanotüpleri dolaşmış bir ağ oluşturur ve grafen tabakalarına sıkı bir şekilde yapışır. Görünüşe göre bu durum, başlangıçtaki çözelti donarken büyüyen buz kristalleri tarafından nanotüplerin dışarı itilmesinden kaynaklanıyor.

Numunenin yoğunluğu hava hariç 1 mg/cm3 idi (Şekil 2C, 2D). Ve yazarların sunduğu yapısal modeldeki hesaplamalara göre, minimum yoğunluk aerojelin kullanıldığı başlangıç ​​malzemeleri yapının bütünlüğünü hala koruyacağı 0,13 mg/cm3'tür, bu da havanın yoğunluğundan neredeyse 10 kat daha azdır! Yazarlar, 0,45 mg/cm3 yoğunluğa sahip bir kompozit aerojel ve 0,16 mg/cm3 yoğunluğa sahip yalnızca grafen içeren bir aerojel hazırlamayı başardılar; bu, bir substrat üzerine biriktirilen bir ZnO aerojeli tarafından tutulan önceki rekordan daha düşüktür. gaz fazından. Daha geniş grafen tabakaları kullanılarak yoğunluğun azaltılması sağlanabilir ancak bu, ortaya çıkan malzemenin sertliğini ve mukavemetini azaltır.

Test sırasında, böyle bir kompozit aerojelin numuneleri, 1000 tekrarlanan sıkıştırma sonrasında orijinal boyutunun %50'sine kadar şekillerini ve mikro yapılarını korudu. Basınç dayanımı aerojel yoğunluğuyla yaklaşık olarak orantılıdır ve tüm numunelerde artan gerilimle birlikte kademeli olarak artar (Şekil 3A). –190°C ila 300°C aralığında, elde edilen aerojellerin elastik özellikleri neredeyse sıcaklıktan bağımsızdır.

Çekme testi (Şekil 3B), yoğunluğu 1 mg/cm3 olan bir numune üzerinde gerçekleştirildi ve numune, gerildiğinde hemen çatlayan oksit aerojeller için tamamen düşünülemez olan %16,5'lik bir gerilmeye dayandı. Ek olarak, çekme sırasındaki sertlik, sıkıştırma sırasındaki sertlikten daha yüksektir, yani numune kolayca ezilir, ancak zorlukla gerilir.

Yazarlar bu özellikleri, bileşenlerin özelliklerinin birbirini tamamladığı grafen ve nanotüplerin sinerjik etkileşimi ile açıkladılar. Grafen levhaları kaplayan karbon nanotüpler, bitişik levhalar arasında bir bağ görevi görüyor, bu da aralarındaki yük aktarımını iyileştirmenin yanı sıra levhaların kendileri için de sertleştirici görevi görüyor. Bu nedenle yük, tabakaların birbirine göre hareket etmesine (saf grafenden yapılmış bir aerojelde olduğu gibi) değil, tabakaların kendilerinin elastik deformasyonuna yol açar. Nanotüpler tabakalara sıkı bir şekilde yapıştıkları ve konumları tabakaların konumu tarafından belirlendiği için, geri dönüşü olmayan deformasyon ve dolaşma yaşamazlar ve sadece nanotüplerden yapılmış elastik olmayan bir aerojelde olduğu gibi yük altında birbirlerine göre hareket etmezler. Eşit miktarda grafen ve nanotüplerden oluşan aerojel optimal özelliklere sahiptir ve nanotüp içeriğinin artmasıyla birlikte, yalnızca nanotüplerden yapılmış bir aerojelde olduğu gibi elastikiyet kaybına yol açan "dolaşmalar" oluşturmaya başlarlar.

Açıklananlara ek olarak elastik özellikler Kompozit karbon aerojelin başka sıra dışı özellikleri de var. Elektriksel olarak iletkendir ve elastik deformasyon üzerine elektriksel iletkenlik tersine çevrilebilir şekilde değişir. Ek olarak, grafen ve karbon nanotüp aerojel suyu iter, ancak aynı zamanda organik sıvıları da mükemmel şekilde emer - sudaki 1,1 g tolüen, 3,2 mg ağırlığındaki bir aerojel parçası tarafından 5 saniyede tamamen emilir (Şekil 4). Bu, petrol sızıntılarını ortadan kaldırmak ve suyu organik sıvılardan arındırmak için mükemmel fırsatlar yaratıyor: Bu tür aerojellerin yalnızca 3,5 kg'ı bir ton yağı emebilir; bu, ticari olarak kullanılan bir emicinin kapasitesinden 10 kat daha fazladır. Aynı zamanda kompozit aerojelden yapılan emici yenilenebilir: elastikiyeti ve termal direnci sayesinde, emilen sıvı bir sünger gibi sıkılabilir ve geri kalanı basitçe yakılır veya buharlaştırılarak uzaklaştırılır. Testler, bu tür 10 döngüden sonra özelliklerin korunduğunu göstermiştir.

Karbonun formlarının çeşitliliği ve bu formların ve onlardan elde edilen malzemelerin benzersiz özellikleri araştırmacıları şaşırtmaya devam ediyor, bu nedenle gelecekte bu alanda daha fazla keşif bekleyebiliriz. Tek bir kimyasal elementten ne kadar çok şey yapılabilir!