A legkönnyebb anyag

A világ legkönnyebb anyagát fejlesztették ki német tudósok. Az aerographit nevet kapta és 75-ször kisebb sűrűségű, mint a hungarocell.

Az új anyag porózus karbon nanocsövek hálójából áll, melyek nano- és mikroszinten kapcsolódnak egymáshoz. Tömege köbcentiméterenként 0,2 milligramm. A kieli és hamburgi egyetem kutatói közösen fejlesztették ki, a kutatási eredményeik az „Advanced Materials” folyóirat július 3-án kiadott számában jelentek meg először. Az új anyag koromsötét, erős, elektromos vezető, alakítható és átláthatatlan. Több mint négyszer könnyebb az előző világcsúcstartónál (0,9 mg/cm3), a fél éve bemutatott nikkelalapú habosított fémnél, melyet a kaliforniai HRL Laboratories tudósai állítottak elő.

Az aerographit a kis sűrűsége ellenére nagyon tartós. Amíg a legtöbb ultrakönnyű anyag csak nyomásnak áll ellen, addig az új anyag kibír nyomásból és húzásból adódó terheléseket is. Lehet ez akár 95%-os tömörítés, majd ismét eredeti méretre húzás, és ennek sokszori ismétlése. Ezen túlmenően az anyag szinte teljesen elnyeli a fénysugarakat. „Azt is mondhatná az ember, hogy ez a legfeketébb fekete” – mondta Karl Schulte hamburgi professzor.

Az aerographit úgy képzelhető el, mint egy gyorsan növekvő borostyánfonat a fa körül, és ahogy az nő, a fa elfogy. A fa itt áldozatnak tekinthető, egy eszköznek a cél elérésében. Az aerographit esetén az áldozat a cink-oxid por egy 900 °C-os kemencében, ahol kikristályosodik. A végleges formájában a cink-oxid mikro- és nanostruktúrában „rendeződik”. Ezt úgynevezett „négylábú” formának hívják. Ezek a „négylábúak” egymáshoz tapadnak és kötést alakítanak ki. Erre a hálóra épül az aerographit. A következő lépésben a tablettaformájú anyag egy 760 °C-os reaktorba kerül, ahol kémiai átalakuláson megy keresztül. A cink-oxidra néhány atom vastagságú grafitréteg kerül, hidrogént szabadítanak fel, ami reakcióba lép a cink-oxiddal, amiből vízgőz és cink keletkezik. Minél gyorsabban végbemegy a folyamat, annál vékonyabb falú grafitszerkezet hozható létre.

Az anyag tulajdonságai alapján legjobban az elektrotechnikában hasznosítható, azon belül is a lítiumion-akkumulátorokban. Ugyanis kevesebb elektrolitra van szükség, ami jelentős súlycsökkenést eredményezhet. Elektromos autókban és kerékpárokban is alkalmazhatják. Egy másik lehetőség az, hogy a műanyagokon alkalmazva azokat elektromos vezetővé lehet tenni anélkül, hogy a tömegét érezhetően növelnék.