Kuloodporna mgła

Powietrzny żel jest jednym z najlżejszych ciał stałych. Wytrzymuje wybuch kilograma dynamitu i temperaturę ponad 1300 stopni Celsjusza. Rewolucyjny materiał w 99,8 proc. składa się z... gazu. Zapewnia 39-krotnie lepszą izolację niż najlepsze ze znanych włókien szklanych i jest 1000-krotnie mniej gęsty niż szkło. Obecnie naukowcy pracują nad nieznanymi dotąd sposobami jego wykorzystania, m.in. w rakietach tenisowych nowej generacji oraz doskonale izolowanych kombinezonach kosmicznych, w które ubraliby się uczestnicy lotu załogowego na Marsa.

Najprawdopodobniej aerożel zostanie zaliczony w poczet genialnych materiałów, które wynaleziono nieco wcześniej. Swoje miejsce znalazły tu już chociażby bakelit (pierwszy przemysłowy plastik termoutwardzalny), datowane na lata 80. włókna węglowe czy przebój lat 90. - silikon.

To zdumiewający materiał. Zyskaliśmy produkt o najmniejszej znanej człowiekowi gęstości, który jednocześnie może naprawdę wiele. Mogę sobie wyobrazić, że da się go użyć dosłownie do wszystkiego: od filtrowania zanieczyszczonej wody, przez ochronę przed ekstremalnymi temperaturami, po odgrywanie roli biżuterii - zachwyca się Mercouri Kanatzidis, profesor chemii z Northwestern University.

W jaki sposób uzyskuje się aerożel? Z żelu krzemionkowego (krzemionki koloidalnej) należy wyekstrahować wodę, a następnie zastąpić ją gazem: dwutlenkiem węgla. Pewnemu amerykańskiemu naukowcowi udało się go uzyskać już w 1931 roku, ale jego wczesne wersje były tak kruche i kosztowne, że w ramach reklamacji towar często odsyłano do laboratoriów.

Niecałe 10 lat temu powietrznym żelem zainteresowała się NASA. W 1999 roku sondę Stardust wyposażono w wysięgnik w całości wypełniony właśnie aerożelem. Za jego pomocą chciano pobrać próbki z ogona komety. Misja się powiodła.

W 2002 roku Aspen Aerogel, firma założona przez NASA, wyprodukowała mocniejszą i bardziej giętką postać żelu. Obecnie jest on wykorzystywany w pracach nad zaprojektowaniem kombinezonów dla kosmonautów, którzy wezmą w 2018 roku udział w locie załogowym na Marsa. Wg Marka Krajewskiego, już 18-milimetrowa warstwa aerożelu uchroni astronautów przed temperaturami oscylującymi wokół -130?C. To najlepszy izolator, z jakim kiedykolwiek się spotkałem.

Materiał testowało też wojsko. Podczas prób w laboratorium metalową płytę pokryto warstwą aerożelu o grubości 6 milimetrów. Tak chroniona płyta nie tylko wytrzymała eksplozję dynamitu, ale na jej powierzchni pojawiły się jedynie lekkie zadrapania. Wojskowi już myślą o pokrywaniu aerożelem pojazdów opancerzonych.

Nowy materiał powinien zachwycić też ekologów. Naukowcy mówią o nim "idealna gąbka". Na jego powierzchni znajdują się bowiem miliony niewielkich porów. Kanatzidis już stworzył aerożel, który potrafi absorbować z wody ołów i rtęć. Inna wersja może oczyszczać wodę z ropy naftowej.

Nowy-stary materiał wkracza też do użytku codziennego. Dunlop oferuje rakiety tenisowe z aerożelem, a jeden z mieszkańców Wielkiej Brytanii pokrył dom izolacją z tego materiału. Obniżyłem dzięki temu temperaturę na termostacie o 5 stopni, a ciepło w domu wzrosło - mówi.

Materiał wypróbowała też w Himalajach wspinaczka Anne Parmenter. Zastosowany w butach aerożel spowodował jednak, że... było jej zbyt gorąco. Podobnie nie powiodła się próba Hugo Bossa, który zaczął sprzedawać kurtki zimowe z aerożelem. Klienci skarżyli się, że jest w nich zbyt ciepło.

Zdaniem naukowców, przed aerożelem rysuje się wspaniała przyszłość. Jego wersje wykonane z platyny mogą zostać użyte do przyspieszenia produkcji wodoru, a co za tym idzie, przyczynią się do rozwoju przemysłu paliwowego tworzącego paliwa wodorowe.

Anna Błońska, Mariusz Błoński