Минимальная пена

Аэрогели, то есть композиты из твердого вещества и воздуха, — легчайшие твердые тела. До недавнего времени рекорд принадлежал аэрогелю из кремния — его плотность, 1,9 кг/м3, всего в полтора раза больше, чем у воздуха (1,2 кг/м³).

Исследователи из Калифорнийского университета в Ирвине, Калифорнийского технологического института и компании «HRL Laboratories» во главе с сотрудником последней Тобиасом Шидлером по заказу оборонного агентства DARPA побили этот рекорд: они создали аэрогель на основе никеля, плотность которого почти на четверть меньше, чем у воздуха,— 0,9 кг/м3. Как это может быть, не понятно (на фото кусок нового материала отнюдь не парит в воздухе), но именно так написано в научной статье. Видимо, вес собственно воздуха, занимающего 99,99% объема образца, в расчет не приняли.

Делали аэрогель так. Сначала создали матрицу из фотополимера: его раствор освещали тонкими лучами и полимер застывал в виде ажурной решетки. На нее нанесли тончайший, толщиной в десятки нанометров, слой никелевого покрытия. После растворения полимера и получился никелевый аэрогель. В отличие от монолитного металла он способен обратимо деформироваться на 50% и при этом довольно жесток: модуль упругости зависит от квадрата плотности, а не от куба, как у остальных аэрогелей.

Предполагается, что из нового материала будут делать аноды батареек, поглотители звуков, энергии и так далее. Однако возвращаясь к разговору о металле легче воздуха (см. «Химию и жизнь», 1998, № 5), отметим, что если в оставшиеся при растворении полимера трубочки закачать водород или гелий, то никелевый аэрогель имеет шансы взлететь.

«Science», 2011, т. 334, № 6058, doi: 10.1126/ science.1211649