Eleonóra, Zelmira, Péter2019. február 21., csütörtök
Tudomány

Szuperhatékony aerogél

National Geographic Magyarország

1931 óta tudjuk, hogy készíthető úgynevezett aerogél, a legalacsonyabb sűrűségű szilárd anyag, ami alig sűrűbb a levegőnél. Mióta Samuel S. Kistler megalkotta az első aerogélt, bebizonyosodott, hogy igen sokféle anyagból lehet előállítani.

A pásztázó elektronmikroszkópos felvételen jól kivehető a nanocellulóz alapú aerogél tömör szerkezeti felépítése.
Fotó: Robin Ras, Alkalmazott Fizikai Tanszék, Aalto Egyetem

A szilárd halmazállapotú, kiváló hőállóságot mutató aerogélek, nevük dacára száraz tapintásúak, erős nyomásra üveg módjára törnek, mégis önsúlyuk kétezerszeresét elbírják. Modern változatuk szilárd vázát üveg, kerámia vagy valamiféle hibrid, polimer anyag alkotja. Legújabban azonban nanoméretű növényi cellulózból állították elő.

Nanocellulóz aerogélből készült apró membrán
Fotó: Robin Ras, Alkalmazott Fizikai Tanszék, Aalto Egyetem, Finnország

Samuel Stephens Kistler
és az aerogél

Kistler a Kaliforniai Cedarville-ben született,1900. március 26-án. A vegyészmérnöki diploma megszerzése után tanárként és kutatóként több helyen dolgozott. A kaliforniai Stockton Pacific Egyetemen fogadott egyik kollégájával, Charles Learneddel, hogy valamelyikük előbb készít olyan zselét, melyben a folyadékot gázzal cserélik ki úgy, hogy a zselé eközben nem roskad össze.1931. május közepén Kistler világelsőként publikálta tanulmányát a Nature lapjain, miszerint vízüvegből készített szilika aerogélt. Arra nincs bizonyíték, ki találta ki az aerogél megnevezést – persze meglehet, maga Kistler, de az se kizárható, hogy valaki mástól hallotta e kifejezést. Bizonyító erejű feljegyzés hiányában az áttetszősége és belső fénytörése miatt a “fagyott füst” (frozen smoke) eredete is valószínűleg örök titok marad. 1931-től az Illinois Egyetemen tovább folytatta az aerogélek kutatását. Munkássága során föltalált egy karcmentes polimer szemüveget, de a szintetikus gyémánt is foglalkoztatta.

A Helsinki Műszaki Egyetem Alkalmazott Fizikai Tanszékének professzora, Olli Ikkala vezette csoport újonnan kreált egy acélerősségű aerogélt. A tesztjeik alapján egy 454 gramm tömegű anyag képes 454 kilogrammos rakományt elbírni. A funkcionális szupramolekuláris anyagok szakértőjeként tisztelt Ikkala és kollégái speciális módon feldolgozott, aprócska növényi cellulózból nyert nanofonalakat (nanocellulózt), alkalmazva alkotta meg az újszerű szupergélt. Ikkala nyilatkozata szerint „ez a valóban látványos tulajdonságokkal bíró anyag kiválóan alkalmazható a gyakorlatban.” Egyik jeles tulajdonsága, épp a növényi cellulóznak köszönhető, hogy a vízfelszínen szenzációsan lebeg, ám ami ennél is hasznavehetőbb, tulajdonsága, hogy szivacsként is hatékonyan funkcionál, mivel mesteri módon képes felszívni a kiömlött, szétterült olajat, miközben a vizet meg egyenesen taszítja. Ezen tulajdonsága alapján hasznos lehet tengerbe ömlő olajszennyeződés eltávolítására.

Noha fogyasztói termékről egyelőre nem beszélhetünk, mégis hatalmas öröm, fejtette ki Ikkala, hogy eme új típusú anyag felfedezésével egyszersmind megszületett a növényi cellulóznak, a hagyományos területein (papírgyártás, textilipar) túlmutató hipermodern, tudományos szintű felhasználási módja. Többek közt akár miniatürizált robotoknál, de egy légköri szennyezéseket érzékelő újszerű anyag kifejlesztésében is hasznos lehet.

A legújabb „fagyott füstről” a világon első ízben az Amerikai Kémiai Társaság, 2012-es tavaszi, San Diegóban megrendezett Országos Találkozón és Kiállításon számolt be a vezető kutató.

Írta: Csibrányi Zoltán

Hozzászólások

A tudományos alapkutatások hasznosulása a hétköznapokban

A tudományos alapkutatások hasznosulása a hétköznapokban

Az alapkutatás esetében gyakran fölmerül a kérdés: Mi ennek a haszna?

Az adatok riasztóak, de szűrővizsgálatokkal megelőzhető a baj

Az adatok riasztóak, de szűrővizsgálatokkal megelőzhető a baj

Ugrásszerűen megnőtt a bőr daganatos elváltozásainak gyakorisága az elmúlt egy évtizedben, ezen belül a legsúlyosabb, a melanoma előfordulása.

Szemünk láttára hullik szét az ég egyik legismertebb csillagcsoportja

Szemünk láttára hullik szét az ég egyik legismertebb csillagcsoportja

A Gaia űrteleszkóp megfigyelései alapján a Tejútrendszer tömegvonzása miatt két irányba indultak meg a Hyadok csillagai.

Kína naperőművet bocsátana az űrbe

Kína naperőművet bocsátana az űrbe

Az ázsiai ország egy keringő naperőművet küldene az űrbe.

A legtöbb egészségügyi problémát okozó gombát vizsgálták debreceni kutatók

A legtöbb egészségügyi problémát okozó gombát vizsgálták debreceni kutatók

Miként határozza meg egy gombafaj stresszgénkészlete a stressztoleranciáját?

National Geographic 2019. februári címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

7 800 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket