Легкий і стійкий матеріал захистить ракети і автомобілі від високих температур

Протягом десятиліть для захисту промислових та наукових приладів від високих температур використовувалися керамічні аерогелі. Вони здатні легко протистояти сильній жарі і при цьому зберігати легкість і міцність, однак при кожному термічному впливі вони втрачають свою еластичність і стають крихкими. Виправленням цього мінуса зайнялися дослідники з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі, і їм це вдалося. Міцність, легкість та інші видатні властивості нового матеріалу були доведені в ході декількох експериментів.

Матеріал складається з тонких шарів керамічного матеріалу з нітриду бору. Його атоми утворюють шестикутну структуру і нагадують дротяну сітку. На відміну від інших подібних матеріалів, новий тип аерогелю при нагріванні і механічному впливі не розширюється, а стискається перпендикулярно напрямку тиску. Він на 99% складається з повітря, чим і пояснюється його рекордна легкість.

Реакцію матеріалу на стиск можна пояснити на простому прикладі: якщо стиснути тенісний м’ячик, його сторони випинаються з боків. У випадку з аерогелем, всі його сторони підштовхують себе всередину. Матеріал можна стиснути до 5% від його повного об’єму — після цього він швидко повертає свою початкову форму.

Стійкість до змін температури була доведена в ході двох випробувань. В ході першого тесту аерогель був поміщений в контейнер з різко мінливою температурою від -198 °C до +900 °C і навпаки. Другий тест передбачав собою зберігання в контейнері з температурою +1400 °C — він втратив лише 1% своєї початкової міцності.

За словами провідного автора дослідження Сянфэна Дуаня, скоро вони зможуть адаптувати матеріал для використання в космічних апаратах, автомобілях та іншій техніці. Він буде корисний як для захисту від різких коливань температур, так і для зберігання тепла і навіть фільтрації.