Создан рекордный аэрогель из углеродных нанотрубок

Для сшивания нанотрубок учёные использовали органический состав с зубодробительным химическим наименованием, кратко обозначенном как P3HT-b-PTMSPMA (иллюстрация Lei Zhai, Jianhua Zou/ASC Nano).

Эластичный, но при этом сравнительно прочный и чрезвычайно лёгкий твёрдый материал получен недавно в США. Его создатели считают, что новинка пригодится в химической промышленности и электронике.

Самый лёгкий аэрогель, также называемый замороженным дымом, обычно получают из диоксида кремния. Но исследователи из университета центральной Флориды (UCF) использовали в качестве строительных блоков многослойные углеродные нанотрубки (MWCNT).

Химики поместили отдельные нанотрубки в органический раствор, свойства которого позволили трубкам организоваться в разветвлённую сеть с прочными и постоянными химическими связями. Далее жидкость была удалена. (Все тонкости процесса и его результаты описаны в статье в ASC Nano.)

Этапы процесса (слева направо): чистые нанотрубки, раствор, влажный гель, аэрогель (фото Lei Zhai, Jianhua Zou/ASC Nano).

Плотность полученного таким образом материала составила четыре миллиграмма на кубический сантиметр. Это сопоставимо с параметром самых низкоплотных версий классического аэрогеля из кварца и рекорд для аэрогелей из нанотрубок (над такими сейчас работают в нескольких лабораториях). Для сравнения: плотность воздуха при атмосферном давлении и комнатной температуре — 1,2 мг/см3.

Образец нового аэрогеля и его фрагменты под микроскопом (фото Lei Zhai, Jianhua Zou/ASC Nano).

Благодаря иерархической структуре с пустотами поперечником порядка 50-150 микрометров площадь поверхности нового материала достигла солидных 580 квадратных метров на грамм.

Также важно, что у нового материала оказалась хорошая электропроводность, а ещё очень высокие эластичность и упругость. Всё вместе это, по мнению авторов работы, позволит проектировать на основе нанотрубочного аэрогеля сверхчувствительные химические датчики или ещё какие-нибудь компоненты приборов.

Источник