Hybrydowe aerożele zbudowane z biopolimerów

Ilustracja: phys.org

Aerożele są trwałym materiałem tworzonym przez przypominającą gąbkę sieć, która może składać się nawet z 99,98% porów. Najpopularniejsze aerożele oparte są na krzemionce, a ich najczęstszym zastosowaniem, wynikającym z niskiej przewodności cieplnej, jest izolacja. Istotną wadą tego materiału jest jego kruchość. Przyczyną kruchości jest struktura przypominająca naszyjnik z pereł. Nanocząstki krzemionki o średnicy od około 3 do 10 nm są połączone ze sobą za pomocą znacznie węższych mostów.

Opublikowany w czasopiśmie „Angewandte Chemie" artykuł przybliża pracę szwajcarskich i francuskich naukowców, którzy opracowali nową klasę hybrydowych aerożeli wykonanych z krzemionki i pektyn pochodzenia roślinnego. Aerożele krzemionkowe powstają poprzez zastosowanie kwasu chlorowodorowego, który wytrąca cząstki krzemionki z roztworu krzemianu sodu. Cząstki agregują do żelu o strukturze sieciowej, który następnie płucze się i suszy. W przeciwieństwie do delikatnej struktury perłowego naszyjnika czystych aerożeli, krzemionkowe żele hybrydowe mają znacznie grubsze i bardziej stabilne wiązania, co czyni je mechanicznie stabilne Nowe materiały mają porównywalne właściwości termiczne z dotychczas stosowanymi aerożelami Ponadto są one wytwarzane w naturalnym procesie poprzez wykorzystanie biopolimerów.

Bardzo wysoka porowatość i powierzchnia właściwa czyni aerożele użytecznymi także dla katalizy w procesach tworzenia substancji farmaceutycznych i chemicznych. Ich właściwości są przydatne do izolacji cieplnej w systemach solarnych lub jako izolacja w trakcie renowacji dawnych budynków, gdzie nie ma wystarczająco dużo miejsca dla tradycyjnych materiałów izolacyjnych.

(pj)