Luftig, Luftigare, Aerogel. Tills nu, sprödhet har begränsat den praktiska tillämpningen av dessa ömtåliga fasta ämnen, som nästan helt består av luftfyllda porer. Detta kan nu ändras:I journalen Angewandte Chemie , Japanska forskare har nu introducerat extremt elastiska aerogeler som är lätta att bearbeta och som kan tillverkas till låg kostnad. Deras framgång bygger på en dubbelt tvärbunden organisk-oorganisk nätverksstruktur med justerbar nätverkstäthet.

Aerogeler kan tillverkas av en mängd olika material, som alla är spröda, som gör processer som skärning, borrning, eller fräsning, nästan omöjligt. Dessutom, torkningsprocessen de kräver är vanligtvis en dyr affär.

I teamet som leds av Kazuki Nakanishi och Kazuyoshi Kanamori vid Kyoto University (Japan), Guoqing Zu har nu utvecklat en ny klass av ovanligt elastiska aerogeler. Deras material är baserade på monomererna vinyldimetylmetoxisilan och vinylmetyldimetoxisilan, som initialt är kopplade till polymerkedjor genom en radikal polymerisation med användning av dubbelbindningarna i deras vinylgrupper. Polymerkedjorna har kiselorganiska sidokedjor (silaner), som - beroende på monomeren - har en eller två metoxigrupper (-OCH ₃ ) på kiselatomen. Dessa grupper deltar i nästa steg, en tvärbindningsreaktion på ett eller två ställen i silans sidokedja, beroende igen på monomeren. Denna polykondensation bildar siloxanbryggor (-Si-O-Si-). Tätheten hos den resulterande tvärbindningen av polymererna (polyvinylpolydimetylsiloxan-polyvinylpolymetylsiloxan-sampolymerer) beror på förhållandet i vilket de två monomererna blandades. Efterföljande billig lufttryck eller frystorkning bildar sedan aerogeler med skräddarsydd porositet.

Tack vare deras flexibla siloxan- och kolvätekedjor, de ömtåliga strukturerna är mycket elastiska. De kan böjas, rullad, vriden, och skär i önskade former. De mer tätt tvärbundna versionerna uppvisar hög värmeisolering, överträffar konventionella material som polyuretanskum.

Av intresse är också den selektiva absorptionen av aerogelerna:exponerade för en blandning av hexan och vatten, de absorberar uteslutande hexan, som sedan kan avlägsnas genom att klämma materialet som en svamp eller genom avdunstning. Denna process kan sedan upprepas tills blandningen är helt separerad. Detta tillåter lösningsmedel eller oljor som aceton, toluen, mineralolja, och fotogen som ska separeras om de av misstag kommer in i en vattenförekomst, till exempel.

Forskarna har även tagit fram kompositer med dessa polymerer och elektriskt ledande grafennanoplättar. Under press, grafenplättarna rör sig närmare varandra, öka konduktiviteten reversibelt. Möjliga användningsområden för den här egenskapen inkluderar pekplattor för elektroniska enheter och bärbar elektronik.