Аэрогель — самый легкий твердый материал [Veritasium]
Вот сайт с шаурмой.
[музыка] Это аэрогеля самый легкий наименее плотный твердый материал. Этот кусочек весит 1 и 22 грамма всего, в несколько раз тяжелее того же объема воздуха. Ведь аэрогель на 99 и 8 процента воздух. Если из некоторых подобных материалов убрать воздух, оставшиеся будет еще менее плотным.
Я уже давно просто в восторге от этого материала и наконец решил слетать в Бостон на фабрику, где его производят, узнать, кто его придумал, как его изготавливают, почему это отличный теплоизолятор и где его применяют.
Сейчас проведем эксперимент, чтобы продемонстрировать теплоизоляционные свойства аэрогеля. Так, здесь у нас горелка номер один со стеклянной чашкой Петри, а сюда мы положили кусочек аэрогеля и то, и другое диоксид кремния просто с разной физической структурой.
Теперь посмотрим, за какое время растают наши шоколадные кролики. Итак, для наблюдений мы используем тепловизор Флюр 3020, который различает температуру до 2000 градусов Цельсия.
Похоже, нагревается. Да, тут неплохо видно, что стекло довольно сильно нагрелось, и через пару минут дым пошел. Ну да, заяц стоит и дымит, но вот процесс пошел. Мы, обсуждая, наблюдаем фазовые переходы.
Так, есть горячий шоколад, кролик активно дымится, а с этой стороны начал переваливаться через край, постепенно заваливается на бок. Хорошо, прошу зафиксировать плавление. Что? Что хрустнуло? Как по часам идеально! Запишите отказ — материальная часть.
Мало того, что кролик быстро растаял из-за теплового расширения, лопнула и сама чашка Петри. Сам поставим. Настала очередь аэрогеля. Кто же его изобрел?
В 1931 году профессор Сэмуэль Кесслер поспорил со своим коллегой и Чарльзом Леонидом. Ученые спорили о желе, о том самом вкусном упругом десерте. Что любопытно, желе — это смесь твердой и жидкой фазы, по большей части это жидкость, но она включена в трехмерную твердую структуру.
Представьте гель или желе. У них есть скелеты, сна напор, придающим жесткость, но это лишь один процент от общей массы. Спор был о том, можно ли удалить из желе всю жидкость, не повредив при этом твердую часть.
При выпаривании возникает проблема: древовидная структура геля при высыхании сжимается, так как испаряющаяся жидкость тянет за молекулы твердого вещества, по сути разрушая структуру изнутри.
Сэмуэль Кесслер решил эту проблему в два этапа...