Τα αεροπηκτώματα ή αεροτζέλ είναι εκπληκτικά υλικά. Συνήθως, είναι συνθετικά πορώδη υλικά που προέρχονται από ένα τζελ, στο οποίο το υγρό συστατικό έχει αντικατασταθεί με ένα αέριο. Είναι εξαιρετικά ελαφρύ και έχει πολλές πρακτικές εφαρμογές, ως μονωτής, αλλά και στη φαρμακευτική και καλλυντική βιομηχανία, στη βιολογία, την έρευνα της χημείας και πάρα πολλές άλλες! Το Γραφένιο λοιπόν έρχεται να βοηθήσει εδώ!
Το Γραφένιο, φυσικά, δεν είναι ένα αέριο. Είναι μια ουσία που αποτελείται από καθαρό άνθρακα, με άτομα διατεταγμένα σε ένα κανονικό εξαγωνικό μοτίβο παρόμοιο με Γραφίτη, αλλά σε φύλλα πάχους ενός ατόμου. Τα πρώτα αεροτζέλ δημιουργήθηκαν το 1931 από τον Αμερικάνο επιστήμονα και χημικό μηχανικό, Samuel Stephens Kistler, αλλά από τότε, τα πρωτεία του ελαφρύτερου υλικού έχουν αλλάξει χέρια . Ένα πολύστρωμα νανοσωλήνων άνθρακα που βαπτίστηκε “παγωμένος καπνός”, με πυκνότητα 4 mg/cm3, έχασε τον τίτλο του ελαφρύτερου υλικού στον κόσμο το 2011 από ένα υλικό με πυκνότητα 0,9 mg/cm3. Λιγότερο από ένα χρόνο αργότερα, ο αερογραφίτης κατέκτησε το στέμμα με πυκνότητα 0,18 mg/cm3.
Τώρα, ο νέος κάτοχος του τίτλου είναι ένα αεροτζέλ γραφενίου που δημιουργήθηκε από μια ερευνητική ομάδα από το Πανεπιστήμιο Zhejiang της Κίνας στο εργαστήριο του τμήματος Επιστημών Μηχανικής Πολυμερών, με επικεφαλή τον καθηγητή Gao Chao. Η ομάδα χρησιμοποίησε μια σχετικά ασυνήθιστη τεχνική για να το δημιουργήσει: μια μέθοδο παγώματος και ξήρανσης που εμπλέκει εφαρμογές ξήρανσης μέσω ψύξης νανοσωλήνων άνθρακα και γραφενίου, προκειμένου να δημιουργηθεί ένα σφουγγάρι άνθρακα, το οποίο μπορεί να προσαρμοστεί σε οποιοδήποτε σχήμα. Ο κ. Γκάο δήλωσε:
Χωρίς την ανάγκη για πρότυπα, το μέγεθός του υλικού εξαρτάται μόνο από εκείνο του δοχείου. Ένα μεγάλο δοχείο μπορεί να βοηθήσει στην παραγωγή του αεροτζέλ σε μεγαλύτερο μέγεθος, ακόμα και σε χιλιάδες κυβικά εκατοστά ή μεγαλύτερο μέγεθος.
Το αποτέλεσμα είναι, όπως πάντα με το Γραφένιο, ένα υλικό που είναι πολύ ισχυρό και εξαιρετικά ελαστικό και επανακτά την αρχική του μορφή αφού συμπιεσθεί. Μπορεί επίσης να απορροφήσει έως και 900 φορές το βάρος του σε λάδι εξαιρετικά γρήγορα. Μια πολύ ενδιαφέρουσα εφαρμογή του υλικού είναι οι πετρελαιοκηλίδες, αφού ένα μόνο γραμμάριο αεροτζέλ είναι σε θέση να απορροφήσει έως και 68,8 γραμμάρια από οργανικά υλικά (όπως το πετρέλαιο) ανά δευτερόλεπτο. Ο κ. Γκάο σημειώνει επίσης:
Ίσως κάποτε όταν θα συμβαίνει κάποια πετρελαιοκηλίδα, να μπορούμε να διασκορπίσουμε το υλικό αυτό στη θάλασσα και να απορροφήσει το πετρέλαιο γρήγορα. Λόγω της ελαστικότητας του, τόσο το έλαιο που θα απορροφάται όσο και το αεροτζέλ θα μπορούν να ανακυκλωθούν.
Δείτε την παρουσίαση του υλικού, σε Αγγλική απόδοση:
Πηγές: www.nature.com/nature/journal/v494/n7438/full/494404a.html