Forscher an der UCLA in Zusammenarbeit mit acht anderen Forschungseinrichtungen erstellt haben Ein neuartiges Keramik-Aerogel, das so leicht ist, dass es auf einer Blume ruhen kann, aber so langlebig ist, dass es im Weltraum eingesetzt werden kann. Das Material hält den extremen Temperaturen und Temperaturspitzen stand, die bei Weltraummissionen häufig auftreten.
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Eine einzigartige Architektur
"Der Schlüssel zur Haltbarkeit unseres neuen Keramik-Aerogels ist seine einzigartige Architektur", sagte der Studienleiter. Xiangfeng Duan, UCLA-Professor für Chemie und Biochemie . "Seine angeborene Flexibilität hilft ihm, das Stampfen von extremen Hitze- und Temperaturschocks zu vermeiden, die zum Versagen anderer keramischer Aerogele führen würden."
Das neue Keramik-Aerogel zeichnet sich durch eine einzigartige Atomzusammensetzung und eine mikroskopische Struktur aus, die es sehr elastisch macht. Beim Erhitzen zieht sich das Material senkrecht zu der Richtung zusammen, in der es komprimiert wird, wodurch es flexibler als andere aktuelle Keramik-Aerogele ist.
Das neuartige Aerogel kann komprimiert werden 5 Prozent von seinem ursprünglichen Volumen und erholen Sie sich dann im Gegensatz zu 20 Prozent erreichbar mit seinen derzeitigen Gegenstücken. Die meisten aktuellen keramischen Aerogele sind stark spröde und neigen dazu, nach wiederholter Exposition gegenüber extremen Temperaturschwankungen zu brechen.
Das neue Keramik-Aerogel weist diese Einschränkungen nicht auf. In Tests war es Hunderten von Expositionen gegenüber plötzlichen und extremen Temperaturänderungen von minus ausgesetzt. 198 Grad Celsius zu 900 Grad in wenigen Sekunden über Null.
Es kann auch extremen Temperaturen über einen längeren Zeitraum standhalten. Nach einer ganzen Woche 1.400 Grad Celsius es hat weniger verloren als 1 Prozent von seiner mechanischen Festigkeit.
Der Grund für diese Haltbarkeit ist, dass sich das Material beim Erhitzen zusammenzieht, während sich seine aktuellen Gegenstücke unter den gleichen Bedingungen ausdehnen.
Die Forscher entwickelten das Aerogel auch mit sogenannten "Innenwänden". Diese Wände bestehen aus einer Verstärkung mit einer Doppelscheibenstruktur. Die Einstellung verringert das Gewicht des Materials und erhöht gleichzeitig seine Isolierfähigkeit. Und da das Material bereits vorhanden ist 99 Prozent Luft nach Volumen, es ist offensichtlich sehr leicht
Für die Verwendung in anderen Materialien angepasst
Duan glaubt, dass der Prozess für sein neuartiges Aerogel sein könnte repliziert und angepasst für den Einsatz in andere ultraleichte Materialien.
"Diese Materialien könnten zur Wärmeisolierung in Raumfahrzeugen, Automobilen oder anderen Spezialgeräten nützlich sein", sagte er. "Sie könnten auch zur Speicherung, Katalyse oder Filtration von Wärmeenergie nützlich sein."
Die Studie wurde veröffentlicht in Wissenschaft.