Nový nejlehčí materiál na světě

Unikátní černý materiál s názvem aerografit tvoří porézní uhlíkové trubičky, které jsou na mikro a nano úrovni propletené do trojrozměrné sítě. Podobnou strukturu má i dosavadní rekordman mezi lehkými materiály s hmotností 0,9 miligramu na krychlový centimetr, který američtí vědci představili koncem loňského roku. Jeho trubičky jsou však tvořeny především niklem, který má vyšší atomární hmotnost než uhlík.

Proces tvorby aerografitu vědci přibližují na příkladu stromu porostlého břečťanem. Když si odmyslíte strom, zbude vám rozvětvená a vzdušná struktura. Strom zde představuje porézní „lešení“ z práškového oxidu zinečnatého, který za teploty 900 stupňů Celsia zkrystalizoval. Lešení vědci umístili do reaktoru s atmosférou bohatou na uhlík a vodík a teplotou 760 stupňů Celsia. Uhlík vytvořil jen několik atomů silnou vrstvu grafitu, která potáhla celou strukturu lešení. Zároveň s tím vodík reagoval s kyslíkem v oxidu zinečnatém, který se díky tomu zcela odpařil.

Vlastnosti aerografitu jsou víc než neobvyklé. Je elektricky vodivý a vysoce odolný – je možné ho stlačit o 95 % a zase roztáhnout do původního tvaru bez jakéhokoli poškození. Po dosažení určitého bodu se dokonce stane ještě pevnějším, zatímco jiné materiály v takovém případě slábnou. Aerografit také téměř kompletně absorbuje světlo a je jedním z nejtemnějších známých materiálů. A jaké aplikace na něj čekají? V první řadě by se mohl uplatnit v elektrodách lithium-iontových baterií a snížit jejich hmotnost. Další možností je oblast syntetických materiálů. Aerografit by jim mohl dodat elektrickou vodivost bez toho, aby se zvyšovala váha materiálu.

Aerografit je možné stlačit o 95 % a zase roztáhnout do původního tvaru.

Aerografit je elektricky vodivý a materiálům by mohl dodat elektrickou vodivost, aniž by zvýšil jejich váhu.

Zdroj: Kiel University, Advanced Materials