Con người luôn tìm kiếm và sáng tạo ra những loại vật liệu mới có tính năng vượt trội, trong đó có “khí đóng băng” Airgel . Theo tin tức khoa học gần đây, Airgel có thể là siêu vật liệu tiềm năng của tương lai.
Tạo ra vật liệu mới nhẹ hơn aerogel và cứng hơn 10.000 lần
6 siêu vật liệu có thể thay đổi thế giới
Theo tin khoa học mới nhất từ các nhà nghiên cứu, siêu vật liệu Airgel với những đặc tính vượt trội có thể sẽ trở thành loại vật liệu tiềm năng với nhiều ứng dụng trong tương lai.
Aerogel là gì?
Airgel còn được gọi là Alcogel vì nó được làm từ silica gel (SiO2) và cồn. Nói một cách đơn giản, chỉ cần làm bay hơi cồn khỏi silica gel sẽ tạo ra cấu trúc Airgel, giống như việc thổi không khí qua miếng bọt biển ngâm trong nước, nó sẽ khô đi. Tuy nhiên, trên thực tế, nếu để tự nhiên thì quá trình đó sẽ không bao giờ xảy ra. Thay vì chỉ dựa vào sự bay hơi, Airgel được thực hiện qua các bước sau:
Ban đầu, cần tạo ra môi trường gel ở nhiệt độ và áp suất đạt đến điểm tới hạn – ở mức không có nhiều khác biệt giữa chất lỏng và chất khí. Tiếp theo, duy trì nhiệt độ ở điểm tới hạn và giảm dần áp suất. Khi áp suất giảm, các phân tử được giải phóng dưới dạng khí và chất lỏng với mật độ thấp hơn.
Tin khoa học mới nhất cho thấy tiềm năng của siêu vật liệu trong tương lai
Bước tiếp theo là làm lạnh. Trước khi làm mát, một lượng nhỏ rượu sẽ được ngưng tụ thành chất lỏng, sau đó sẽ chuyển thành dạng hơi ban đầu. Những gì còn lại sẽ là chất rắn silica, nhưng thay vì ở dạng lỏng, nó chứa đầy không khí. Sản phẩm thu được ở bước này có thể gọi là Alcogel. Acogel sau khi được khử cồn sẽ được gọi là Airgel (rượu đã được thay thế bằng gas).
Lịch sử phát triển
Thực ra keo hơi được phát hiện vào đầu những năm 30. Nhưng vào những năm 70, người ta tập trung nhiều hơn vào cao su và nhựa còn keo hơi gần như bị lãng quên, mãi gần đây nó mới nhận được sự chú ý. trở lại. Nhờ khả năng cách nhiệt, cách âm đặc biệt, năm 1997, keo hơi đã được Cơ quan Hàng không vũ trụ Mỹ (NASA) đưa vào sử dụng. Họ đã sử dụng vật liệu này để bọc con tàu “Sojourner” nhằm tránh sự xâm nhập của nhiệt độ lạnh trên sao Hỏa. Trên thực tế, keo khí đang được nghiên cứu và ứng dụng để làm cửa sổ cách nhiệt.
Thiên nhiên
Airgel được nhắc đến rộng rãi nhờ những đặc tính vật liệu ấn tượng mà không loại vật liệu nào có được.
Airgel là một loại vật liệu có nhiều đặc tính thú vị : Đầu tiên, Airgel là vật liệu nhẹ nhất, cứng nhất, cách nhiệt tốt nhất và có mật độ vật liệu thấp nhất. Nó nhẹ đến mức có thể đặt trên một bông hoa. Với thể tích 1 inch khối (khoảng 16,3 ml), nó có thể được dát mỏng và bao phủ toàn bộ sân bóng đá.
Cho đến nay, nó vẫn giữ kỷ lục là vật liệu có mật độ khối thấp nhất, đường khuếch tán tự do trung bình thấp nhất, diện tích bề mặt cao nhất, hằng số điện môi thấp nhất.
Tin khoa học mới đây đã công bố những đặc tính đặc biệt của Airgel
Airgel là một dạng “khí và rắn” , tới 90% thể tích của nó là không khí nên chỉ nặng hơn không khí 3 lần và nhẹ hơn thủy tinh 1.000 lần. Mặc dù chủ yếu được làm bằng khí nhưng Airgel có thể chịu được trọng lượng gấp 500 đến 4.000 lần.
Aerogel còn có khả năng cho không khí đi qua, chống cháy và có thể hấp thụ cả dầu và nước. Nó cũng chịu được nhiệt độ lên tới 1.200 độ C.
Nó cũng có khả năng thấm khí, chống cháy và có thể hấp thụ cả dầu và nước. Hơn nữa, Airgel vừa có thể làm chất dẫn điện vừa trở thành chất cách điện tốt nhất từ trước đến nay khi trộn với một số vật liệu khác.
Những tin tức khoa học gần đây luôn tập trung vào những đặc tính đặc biệt của Aerogels
Có ba loại Airgel phổ biến nhất hiện nay: silica, carbon và oxit kim loại. Điểm yếu của Airgel là tính giòn, đặc biệt khi được làm từ silicon. Tuy nhiên, các nhà khoa học của Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc gia Hoa Kỳ (NASA) đã thử nghiệm vật liệu làm từ polyme, áp dụng đặc tính cách điện của chúng vào tàu vũ trụ. Việc thêm các hợp chất khác vào aerogel cơ bản có thể làm cho nó linh hoạt hơn.
Ứng dụng
Với những khả năng phi thường đó, Airgel xứng đáng với danh hiệu “vật liệu tốt nhất hành tinh”. Với rất nhiều tính năng ưu việt, Airgel có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, cho phép con người làm được những việc mà trước đây các vật liệu trước đây chưa từng làm được. Do cấu trúc độc đáo của nó, Airgel còn được sử dụng như một trong những chất cách điện bền nhất trên trái đất.
Các tạp chí khoa học nước ngoài luôn nêu bật tiềm năng ứng dụng của Airgel
Quần áo siêu cách nhiệt sử dụng cấu trúc Airgel có thể chống lại hoàn toàn ba hiện tượng truyền nhiệt: đối lưu, dẫn nhiệt và bức xạ. Ứng dụng rộng rãi và quan trọng nhất của Airgel hiện nay phải kể đến trong ngành vũ trụ. Từ chất cách điện của tàu vũ trụ sao Hỏa đến màn lọc bụi vũ trụ phát ra từ sao chổi.
Ứng dụng của Aerogel có thể đến từ mọi lĩnh vực của đời sống, đặc biệt là với công nghệ vũ trụ
Ngoài ra, NASA còn sử dụng Airgel để chế tạo kính cửa sổ và vỏ bọc cho các tàu thám hiểm như Mars Pathfinder, Mars Exploration Rovers và Stardust; sản xuất quần áo cách nhiệt cho phi hành gia; làm vỏ máy bay… Ngoài ra, aerogel còn có thể thúc đẩy công nghệ xanh trên toàn thế giới. Carbon aerogel có tiềm năng lớn trong siêu tụ điện, pin cho ô tô điện…
Chiếc túi xách đến từ thương hiệu thời trang Coperni Air Swipe được làm từ chất liệu aerogel lần đầu tiên xuất hiện trong bộ sưu tập Thu Đông 2024, trong Tuần lễ thời trang Paris và nhanh chóng trở thành chủ đề bàn tán trên khắp thế giới. thời trang nhờ những đặc tính phi thường của nó.
Chiếc túi nhẹ nhất thế giới với 99% không khí. (Ảnh: Complex).
Năm 2019, các nghệ nhân tại studio Bompass & Parr có trụ sở tại London cũng đã sử dụng công nghệ aerogel để tạo ra món tráng miệng nhẹ nhất thế giới, với 96% không khí và chỉ nặng 1 gam.
NASA cũng đã nghiên cứu nhiều loại aerogel khác nhau để ứng dụng chúng trong lĩnh vực hàng không vũ trụ. Họ đã tạo ra aerogel được gia cố bằng polymer, nhờ đó tăng độ bền của vật liệu, giờ đây nó có thể gập lại và không có bụi.
Nhờ đó, aerogel polymer trở thành vật liệu lý tưởng để sử dụng trong môi trường chân không, đặc biệt là tác nhân đông lạnh hoặc chế tạo bộ đồ du hành vũ trụ trong các chuyến thám hiểm không gian, cũng như trong các tình huống khác. chịu tác dụng của nhiều trọng lực khác nhau.
- Vật liệu nhẹ nhất thế giới, nhẹ hơn không khí, giờ đây có thể in 3D
- 9 vật liệu kỳ lạ nhất thế giới
- 6 siêu vật liệu có thể thay đổi thế giới
