Morfujúci aerogél by mohol dlhšie ochrániť stavby pred požiarom
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 28. 8. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Náhodný objav na Stanfordskej univerzite odhalil vlastnosti materiálu, ktorý mení svoju formu, keď je vystavený plameňom. Tento objav je prísľubom pre náter v spreji, ktorý by mohol chrániť domy pred požiarom štyrikrát dlhšie ako súčasné riešenia.
V roku 2019 tím výskumníkov zo Stanfordskej univerzity pod vedením profesora materiálovej vedy a inžinierstva Erica Appela vyvinul hydrogél, ktorý by sa mohol aplikovať na vegetáciu a poskytnúť jej dlhodobú ochranu pred lesnými požiarmi. V novej štúdii sa Appel a jeho tím po rokoch zdokonaľovania materiálu rozhodli zistiť, či by gél mohol poskytnúť podobnú ochranu aj dreveným konštrukciám, a ak áno, ako.
Pri laboratórnych testoch výskumníci zistili, že to skutočne dokáže. Dôvodom bolo, že po tom, ako sa všetka kvapalina v hydrogéle bohatom na vodu spálila, zvyšný oxid kremičitý v zmesi ju usporiadal do silnej, poréznej aerogélovej peny, ktorá mohla naďalej rozptyľovať teplo a chrániť drevo pod ňou.
„S touto platformou sme pracovali už niekoľko rokov,“ povedal Appel. „Tento nový vývoj bol tak trochu náhodný. Zaujímalo nás, ako sa tieto gély budú správať samy o sebe, a tak sme ich jednoducho trochu natlačili na kus dreva a vystavili sme ich plameňom z horáka, ktorý sme mali položený v laboratóriu. Pozorovali sme super skvelý výsledok, keď sa gély nafúkli do aerogélovej peny.“
Na rozdiel od hydrogélov, ktoré sú trochu krehké gumovité látky bohaté na vodu, aerogély sú suché, odolné a pórovité. Aerogély majú aj vynikajúce tepelne odolné vlastnosti, takže sa často používajú v aplikáciách súvisiacich s výskumom vesmíru.
Spojením toho najlepšieho z aerogélu s hydrogélom zaznamenal Appelov tím pôsobivé výsledky. Pri testoch dokázal kombinovaný gél odolávať priamemu plameňu viac ako sedem minút, na rozdiel od v súčasnosti dostupného ohňovzdorného gélu, ktorý vydržal menej ako 90 sekúnd.
Výskumníci tiež tvrdia, že súčasné protipožiarne gély vysychajú a stávajú sa nepoužiteľnými približne 45 minút po aplikácii. Vďaka ich novému materiálu, pretože kremičitý aerogél zostáva až do jeho zmytia, by sa však náter mohol aplikovať v dostatočnom predstihu pred blížiacim sa požiarom a zároveň by poskytoval ochranu, keď plamene dorazia.
„Tradičné gély po vyschnutí nefungujú,“ povedal Appel. „Naše materiály vytvárajú pri vystavení ohňu tento kremičitý aerogél, ktorý chráni ošetrené podklady aj po odparení všetkej vody. Tieto materiály sa dajú ľahko zmyť, keď oheň pominie.“
Appel tiež zdôrazňuje, že gély sú šetrné k životnému prostrediu a skladajú sa len z materiálov, ktoré už schválila na použitie americká Lesnícka služba. Keď sa nakoniec aerogél zmyje, pôdne mikróby ho ľahko rozložia.
„Sú bezpečné pre ľudí aj pre životné prostredie,“ uzatvára Appel. „Možno bude potrebná ďalšia optimalizácia, ale dúfam, že sa nám podarí urobiť pilotnú aplikáciu a vyhodnotenie týchto gélov, aby sme ich mohli použiť na ochranu kritickej infraštruktúry, keď dôjde k požiaru.“
Výskum bol nedávno uverejnený v magazíne Advanced Materials.
