Forskere skaber formhukommelses-aerogeler med gummilignende elasticitet

Polymere aerogeler er nanoporøse strukturer, der kombinerer nogle af de mest ønskværdige egenskaber ved materialer, såsom fleksibilitet og mekanisk styrke. Det er næsten umuligt at forbedre et stof, der betragtes som den endelige grænse i letvægtsmaterialer. Men kemikere fra Missouri University of Science and Technology har gjort netop det ved at lave aerogeler, der har gummilignende elasticitet og kan "huske" deres originale former.

Aerogeler skabes ved at erstatte væsker med gasser i en silica, metaloxid eller polymergel. De bruges i en bred vifte af produkter, fra isolering af offshore olierørledninger til NASA rummissioner.

"Den specifikke slags polyurethan-aerogeler, vi har skabt, er superelastiske, hvilket betyder, at de kan bøjes i enhver retning eller knuses flade og stadig vende tilbage til deres oprindelige form, " siger Dr. Nicholas Leventis, ledende forsker på projektet og Curators' Distinguished Professor i kemi ved Missouri S&T. "Vores superelastiske aerogeler adskiller sig fra gummi ved, at de på kommando kan vende tilbage til en bestemt form. Det vil sige, de viser også en stærk formhukommelseseffekt, hvilket betyder, at de kan deformeres og afkøles og holde den deforme form for evigt.

"Imidlertid, når temperaturen stiger tilbage til stuetemperatur, de genvinder deres oprindelige ikke-deforme form, "Leventis forklarer. "Formhukommelseseffekten er ikke ny. Formhukommelse metalliske legeringer og polymerer er kendt i mange år, imidlertid, formhukommelse aerogel er den sidste grænse inden for letvægt."

Leventis og hans gruppe har demonstreret denne unikke egenskab ved at forme en "bionisk hånd", der er i stand til at efterligne koordinerede muskelfunktioner. Aerogelhånden kan spænde en blyant og, når de stimuleres, kan spænde en blyant fra sin strakte åbne håndflade.

"Vi tror på, at dette arbejde har produceret en af ​​de 'hellige grale' inden for aerogels, " siger Leventis. "Jeg ser mange biomimetiske anvendelser for disse aerogeler i fremtiden. Deres fleksibilitet, kombineret med elasticitet, forbedre rækken af ​​mulige anvendelser i høj grad."