Ученые создали суперэффективные абсорбенты многоразового пользования в виде эластичных аэрогелей
До недавнего времени ломкость аэрогелей ограничивала практическое применение этих легчайших материалов, состоящих из пор, заполненных воздухом. Теперь ситуация может измениться: в журнале Angewandte Chemie японские исследователи сообщили о создании чрезвычайно эластичных аэрогелей — лёгких в обработке и недорогих в производстве. Этот успех основан на сетевой структуре, объединяющей органику и неорганику, с двойными перекрёстными связями и переменной плотностью сети.
Аэрогели можно получать из разных материалов, но они получаются довольно ломкими и крошащимися, что делает их обработку — резку, сверление, распиловку — почти невозможной. К тому же, необходимая для этого просушка является обычно дорогостоящим процессом.
Группа исследователей под руководством Казуки Наканиши и Казуйоши Канамори из японского Университета Киото разработала новый класс необычайно эластичных аэрогелей. Материал основан на мономерах винилдиметилметоксисилане и винилметилдиметоксисилане, которые соединяются в полимерные цепочки радикальной полимеризацией, используя двойные связи в винильных группах. Плотность образующихся перекрёстных связей между полимерами (сополимеры поливинилполидиметилсилоксан – поливинилполиметилсилоксан) зависит от соотношения количеств смешиваемых мономеров. Последующая сушка (обдувом или вымораживанием) и производит аэрогели с регулируемой пористостью.
Благодаря гибким силоксановым и углеводородным цепочкам эти деликатные структуры весьма эластичны. Их можно сгибать, скручивать, нарезать в нужные формы. Образцы с более плотными перекрёстными связями обладают отличными термоизоляционными свойствами, превосходя традиционные материалы, такие как полиуретановая пена.
Также любопытна способность аэрогелей к выборочной абсорбции: из смеси гексана и воды они поглощаю только гексан, который затем можно извлечь выпариванием, или выжимая аэрогель как губку. Эту процедуру можно повторять до полного разделения смеси. Это позволяет извлекать из воды попавшие туда случайно растворители или масла, такие как ацентон, толуол, минеральное масло и керосин.
Исследователи также получили композиты, состоящие из этих полимеров и электропроводящих нанопластинок графена. Под давлением пластинки графена сближаются, увеличивая проводимость; это свойство может найти применение в тачпадах электронных устройств.
27.07.2018 18:30
