Авторы презентации : Демянков Алексей и Новикова Ксения (8 А класс ) Руководитель : Пермякова Анастасия Леонидовна, учитель химии ГУО « Межисетская средняя школа », Могилевский район

Какими будут материалы будущего ? Сегодня уже разработаны и ведутся разработки материалов, о которых люди прошлого могли только мечтать. Они будут дешевле, прочнее, лучше, качественнее во всех отношениях. Давайте перевернем страничку сегодняшнего дня и познакомимся с материалами, которые на самом деле могут перевернуть ваши представления о привычных веществах.

Открытый меньше столетия назад, этот класс материалов позволил человечеству совершить прорыв в области химии, физики и астрономии, создании суперсовременных средств для борьбы с экологическими катастрофами. При этом для широкого круга обывателей этот « герой » остаётся неизвестным, что уже само по себе несправедливо. Мы познакомимся поближе с уникальным творением учёных, способным выдерживать колоссальные нагрузки и при этом запросто « парящим » на кончиках цветочных лепестков ?

На 99,8 % аэрогель состоит из воздуха ( однако при этом его структура такова, что молекулы воздуха практически неподвижны ), что делает его полупрозрачным. Это особый класс материалов, в которой жидкая фаза вещества полностью заменена газообразной. Иногда называемый « замороженным дымом » аэрогель производится в процессе сверхкритической сушки жидких гелей из алюминия, хрома, оксида олова или углерода.

Этот уникальный материал обладает рядом интересных свойств : чрезвычайно низкой плотностью ( всего в полтора раза плотнее воздуха ), прочностью ( аэрогель выдерживает нагрузку в 2000 раз больше собственного веса ), прозрачностью ( в проходящем свете они имеют желтоватый цвет, в отраженном - голубоватый ). Этот крошечный блок прозрачного аэрогеля поддерживает кирпич весом 2,5 кг. Плотность аэрогеля 3 мг / см ³.

Кроме того аэрогель обладает рекордно низкой теплопроводностью ( в два раза меньше, чем теплопроводность воздуха ). Кварцевый аэрогель, уникальный теплоизолятор. Он выдерживает температуру до 500 градусов по Цельсию, а слоя толщиной 2,5 см достаточно, чтобы защитить человеческую руку от прямого воздействия паяльной лампы. Существуют разновидности аэрогелей с температурой плавления до 1200 С.

Также аэрогель не реагирует с атмосферной влагой и экологически безопасен. За свои уникальные характеристики он удостоен 15 упоминаний в книге рекордов Гиннеса. В 2007 году американские химики презентовали созданные ими аэрогели, которые могут служить фильтром для очистки воды от вредных примесей, таких как ртуть, свинец и другие ядовитые тяжелые металлы.

Первым аэрогель получил американский учёный Сэмюэль Кистлер в двадцатом году прошлого века ( штат Калифорния ). Но широкое применение аэрогель получил лишь в конце прошлого века, прежде всего в космической отрасли. Именно аэрогель стал важнейшим элементом решетчатого улавливателя, при помощи которого космический зонд Stardust захватил миллионы крошечных частиц из хвоста кометы Wild 2 и доставил спускаемый аппарат с этими образцами на землю. Решетчатый улавливатель с космического зонда Stardust

Участники проекта, учёные NASA впервые обследуют вернувшийся на землю контейнер с собранным материалом Среди многообразия уловленных зондом частиц были обнаружены следы глицина – важнейшей для образования белка аминокислоты. Эта находка стала косвенным доказательством внеземного происхождении жизни.

Начиная с го года, учёными было разработано несколько инновационных материалов, которым по очереди принадлежало звание « самый лёгкий материал на планете ». Сначала аэрогель на основе углеродных нанотрубок (4 мг / см 3), затем материал с микро - решётчатой структурой (0,9 мг / см 3), потом аэрографии (0,18 мг / см 3). Но сегодня пальма первенства самого лёгкого материала принадлежит графеновому аэрогелю, плотность которого составляет 0,16 мг / см 3. Графеновый аэрогель : новый рекорд лёгкости, новое слово в нанотехнологиях

Учёные смело заявляют и о таких его качествах, как высокая прочность, упругость. При этом графеновый аэрогель способен впитывать и удерживать в себе объёмы органических веществ до 900 раз больше собственной массы ! Так, за секунду 1 грамм аэрогеля способен впитать 68.8 грамм любого не растворяющегося в воде вещества.

Это свойство инновационного материала сразу заинтересовало экологов. Ведь таким образом можно быстро ликвидировать последствия техногенных аварий, например, использовать аэрогель в местах разлива нефти.

Кроме пользы для экологии, графеновый аэрогель несёт огромный потенциал и для энергетики, в частности, его планируют использовать в системах аккумулирования. В этом случае аэрогель может быть катализатором для определённых химических реакций. Также графеновый аэрогель уже сейчас начинает применяться в сложных композитных материалах.

На повестке дня вопрос о снижении себестоимости производства до пределов, делающих использование в широких масштабах рентабельным. Ходят слухи, что в Малайзии разрабатывается многомиллионный проект по снижению себестоимости производства аэрогеля на 80%, результатов стоит ждать уже в ближайшие годы. Аэрогели часто называют материалом 21 века. Так ли это, мы скоро увидим.

Спасибо за внимание !