На протяжении десятилетий для защиты промышленных и научных приборов от высоких температур использовались керамические аэрогели. Они способны легко противостоять сильной жаре и при этом сохранять легкость и прочность, однако при каждом термическом воздействии они теряют свою эластичность и становятся хрупкими. Исправлением этого минуса занялись исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, и им это удалось. Прочность, легкость и другие выдающиеся свойства нового материала были доказаны в ходе нескольких экспериментов.
Материал состоит из тонких слоев керамического материала из нитрида бора. Его атомы образуют шестиугольную структуру и напоминают проволочную сетку. В отличие от других подобных материалов, новый тип аэрогеля при нагревании и механическом воздействии не расширяется, а сжимается перпендикулярно направлению давления. Он на 99% состоит из воздуха, чем и объясняется его рекордная легкость.
Реакцию материала на сжатие можно объяснить на простом примере: если сжать теннисный мячик, его стороны выпячиваются по бокам. В случае с аэрогелем, все его стороны подталкивают себя внутрь. Материал можно сжать до 5% от его полного объема — после этого он быстро возвращает свою исходную форму.
Стойкость к изменениям температуры была доказана в ходе двух испытаний. В ходе первого теста аэрогель был помещен в контейнер с резко меняющейся температурой от -198 °C до +900 °C и наоборот. Второй тест подразумевал собой хранение в контейнере с температурой +1400 °C — он утратил всего лишь 1% своей первоначальной прочности.
По словам ведущего автора исследования Сянфэна Дуаня, скоро они смогут адаптировать материал для использования в космических аппаратах, автомобилях и другой технике. Он будет полезен как для защиты от резких колебаний температур, так и для хранения тепла и даже фильтрации.
Journal information