علمی

هواژل سبکترین ماده جامد

Aerogels یک کلاس متنوع از مواد جامد و متخلخل است که دارای یک مجموعه غیر عادی از خواص مواد و وزن بسیار سبک است.آیا تا به حال خواب دیده اید که روی ابرهای کرکی سفید  Aerogels رها شده اید این ماده یا همون هواژل بسیار شبیه پشم فانتزی است. با این حال ، آنها پشم فانتزی نیستند و بسیار متفاوت هستند. تا به امروز سبک ترین ماده جامد موجود در جهان  شناخته شده است ، هواژل  بطور غیر معمولی  ساختاری مستحکم و کاملاً ایمنی در طیف گسترده ای از شرایط سخت هستند و به عنوان عایق بسیار عالی عمل میکنند.

هواژل
تکه ای از هواژل که بر روی ناخن های دست تعادل دارد ، این عکس طبیعت سبک آن را نشان می دهد (منبع عکس: ناسا)

 

هواژل را نمی توان به عنوان یک ماده یا مواد معدنی خاص ، مانند پنبه یا گرافن در نظر گرفت و فرمول شیمیایی خاصی را در خود جای داده است. در عوض ، آنها یک کلاس متنوع از مواد متخلخل جامد هستند که دارای یک مجموعه غیر عادی از خواص مواد شدید هستند ، متشکل از گروهی از مواد با یک ساختار هندسی خاص و دارای پیوند زیاد بین سازه های شاخه دار در سراسر ماده.

این پیوندها اگرچه چند نانومتر را در بر می گیرند ، اما بسیار قوی و بادوام هستند. در کمال تعجب شما ، این مواد “شعله مانند” در طول تاریخ بسیار طولانی تر از آنچه تصور می کنید بوده است.

ساموئل کستلر ، استاد شیمی آمریکایی ، در سال 1931 ، اولین یافته های خود را در مورد این ماده پس از اختراع موفقیت آمیز ، منتشر کرد ، فرآیندی که شامل بسیاری از آزمایش و خطا بود.

تصور کنید یک کاسه دسر ژلاتین شیرین آماده کنید. روند تهیه هواژل در واقع کاملاً مشابه دسر ژله است. پودر ژلاتین در آب داغ مخلوط می شود و سپس در یخچال سرد می شود. آنچه می گیرید ژل است. در این مرحله ، هواژل و ژله خوراکی معمولی شما هیچ تفاوتی ندارد. اگر این ژل wiggly را در حال حاضر در فر قرار داده و تمام رطوبت آن را برطرف کردید ، بدون شک ژله شما به پودر تبدیل می شود. دلیل این امر این است که ، هنگامی که رطوبت به عنوان بخار از بین می رود ، پیوندهای ساختاری بین ژله به سمت داخل کشیده می شوند و چیزی جز غبار ندارند.

انواع هواژل

سه نوع اصلی هواژل عبارتند از اکسیدهای سیلیس ، کربن و فلز. این مواد جامد به دلیل خاصیت ساختاری و شیمیایی منحصر به فرد ، در قطعات تجهیزات امروزی طیف گسترده ای از کاربردها را یافته اند.

Image result for aerogels"

سیلیس را نباید با سیلیکون ، ماده مورد استفاده در میکروچیپ ها و نیمه هادی ها اشتباه گرفت. سیلیس ماده ای شیشه ای است که برای عایق کاری استفاده می شود. هواژل های سیلیس رایج ترین ها هستند.

همچنین دانشمندان گفته اند که با داشتن این ماده می‌توانیم در مریخ گلخانه بسازیم و با گرم کردن سطح ذوب یخ‌ های این سیاره، سطح وسیعی از آن را برای کشاورزی و تحقیقات آماده کنیم. همچنین از ویژگی های مشخص این ماده این است که نورمرئی از آن عبور میکند و در تمام کاوشگرهای ناسا این ماده جامد استفاده میشود.

منبع : scienceabc

برچسب ها
مشاهده بیشتر

نوشته های مشابه

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

همچنین ببینید

بستن
دکمه بازگشت به بالا
بستن