Sastavljeni od preko 90 odsto vazduha, aerogelovi su najlakši materijali koji postoje i među najboljim su toplotnim izolatorima. Njihov zamućen izgled implicira da ne pristaju najbolje na prozore, koji su jedan od najvećih krivaca za odlazak toplote iz zgrade. Međutim, sada su istraživači sa Colorado University Boulder pronašli način da ih naprave transparentnim i to recikliranjem nusprodukta piva.
Zarobljeni vazduh je ključan za toplotne izolatore. Odeća vas zagreva tako što je zarobljeni vazduh blizu vaše kože pa vaše telo stvara toplotu i zagreva se, a materijali poput vune i perija daju veću toplotu jer njihova površina može da zadrži više vazduha. Pošto su aerogelovi uglavnom sastavljeni od vazduha, to ih čini izuzetnim izolatorima, a i već su primenjivani kod proizvoda kao što su opeke, mikro kuće i zimske jakne.
Slika 1. Transparentni izolacioni aerogel dobijen od nusprodukta piva (foto: CU Boulder)
Njihova struktura koja ih čini odličnim izolatorima istovremeno ih čini i veoma lošim za prozore. Aerogelovi imaju ukrštenu strukturu od čvrstog materijala koji stvara milijarde pora kako bi zadržao vazduh, ali takođe i rasipa mnogo svetlosti, što daje zamućen izgled koji se ponekad naziva i „zamrznuti dim".
Oglas
Tim na CU Boulder je oformljen kako bi razvio transparentniji aerogel koji se može ugraditi na prozore, omogućavajući prolaz svetlosti dok zadržava toplotu. Da bi to uradili, istraživači su se okrenuli ka celulozi, osnovnom šećeru biljaka kojom se može manipulisati tako što se njegovi molekuli povezuju u uniformnu rešetkastu strukturu.
Slika 2. Transparentni izolacioni aerogel dobijen od nusprodukta piva (foto: CU Boulder)
Tim je celulozu nabavio na naročito pametan način - iz tečnog otpada dobijenog u procesu pravljenja piva. Užasno neukusan nusprodukt se obično odbacuje, ali istraživači su otkrili da se može koristiti za proizvodnju celuloze za dobijanje aerogela.
Tim je počeo tako što je prvo prikupio potrebnu sirovinu iz lokalnih pivara. Zatim su dodali specijalizovane bakterije koje mogu da proizvedu celulozu u trajanju od oko dve nedelje. Nakon toga su doveli celulozu do samosjedinjenja sa nanovlaknima kako bi se dobio gel. Krajnji rezultat je tanki film koji je providan i visoko otporan na toplotu.
Slika 3. Transparentni izolacioni aerogel dobijen od nusprodukta piva (foto: CU Boulder)
Tim kaže da bi transparentni aerogel mogao biti najkorisniji kao film koji bi se nalazio preko postojećih prozora u cilju poboljšanja njihove toplotne izolacije, čineći grejanje efikasnijim i jeftinijim.
„Prozori su neverovatno skupi za zamenu", kaže Andrew Hess, koautor studije. „Mi predviđamo proizvod koji će biti spreman da se u budućnosti nanese veoma lako na površinu u vidu filma i koji će moći da se kupi u prodavnici. Takođe vidimo da naša tehnologija omogućava primenu i u mnogim drugim oblastima, kod npr. kod pametne odeće, za izolaciju automobila i zaštitu vatrogasaca."
Slika 4. Transparentni izolacioni aerogel dobijen od nusprodukta piva (foto: CU Boulder)
Međutim, ovi filmovi neće biti ograničeni za korišćenje samo na Zemlji. Pre nekoliko meseci tim je pobedio na NASA 2018 iTech takmičenju, što je dovelo do toga da aerogel bude izolator i za prozore letelica koje putuju u svemir.
„Transparentnost je karakteristika koja omogućava da se ovaj gel koristiti za prozore a mogao bi da se koristi i za vanzemaljska staništa", kaže Ivan Smalyukh, glavni i odgovorni autor studije. „Možete da sakupljate sunčevu svetlost kroz taj toplotno izolacioni materijal i skladištiti energiju u unutrašnjost štiteći se od onih velikih oscilacija u temperaturi koja je na Marsu ili Mesecu."
Istraživanje je objavljeno u časopisu „Nano Energy“. Na snimku ispod se može pogledati proces izrade aerogela.
