Американские ученые обнаружили, что физические характеристики аэрогелей - твердой пены с порами, не превышающими в диаметре 50 нанометров, заметно отличаются от расчетных. В частности, нанопена оказалась более хрупкой, чем считалось ранее. Работа авторов опубликована в журнале Physical Review Letters.
Для исследования ученые взяли небольшие образцы аэрогеля размером несколько микрометров. Каждый такой образец подвергался воздействию рентгеновского излучения. При этом специальные детекторы регистрировали дифракционную картину – изменение параметров электромагнитных волн после прохождения образца. Далее при помощи специального программного обеспечения по данным о дифракции воссоздавалась объемная картина внутренней структуры.
В результате ученым удалось установить, что нанопена представляет собой относительно крупные сгустки материала, соединенные тонкими нитями. При этом все существующие расчеты его физических характеристик исходят из предположения о том, что он представляет собой сложную решетку с прутьями примерно одинаковой толщины. Перерасчет, проведенный учеными с использованием новых результатов, заметно уменьшил прочность материала и суммарную площадь внутренней поверхности – параметр от которого зависит способность пористого материала впитывать жидкость.
Аэрогель представляет собой гель, в котором жидкая составляющая заменена на газообразную. На ощупь он напоминает твердую пену. Аэрогель широко используется в космических технологиях. Так в проекте NASA “Стардаст” (Stardust) по сбору частиц космической пыли использовались поглотители из аэрогеля. Кроме этого, в силу своих отличных изоляционных свойств, он используется в производстве скафандров.