घर · एक नोट पर · टिकाऊ और हल्की सामग्री। सबसे हल्की सामग्री. न्यूट्रॉन तारे अति सघन अंतरिक्ष पिंड हैं

टिकाऊ और हल्की सामग्री। सबसे हल्की सामग्री. न्यूट्रॉन तारे अति सघन अंतरिक्ष पिंड हैं

टिकाऊ सामग्रियों के उपयोग की एक विस्तृत श्रृंखला होती है।

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इसमें न केवल सबसे कठोर धातु है, बल्कि सबसे कठोर और सबसे टिकाऊ लकड़ी, साथ ही सबसे टिकाऊ कृत्रिम रूप से निर्मित सामग्री भी है।

सबसे अधिक टिकाऊ सामग्री का उपयोग कहाँ किया जाता है?

जीवन के कई क्षेत्रों में भारी-भरकम सामग्रियों का उपयोग किया जाता है। इस प्रकार, आयरलैंड और अमेरिका के रसायनज्ञों ने एक ऐसी तकनीक विकसित की है जिसके द्वारा टिकाऊ कपड़ा फाइबर का उत्पादन किया जाता है।

इस सामग्री के एक धागे का व्यास पचास माइक्रोमीटर होता है। इसे लाखों नैनोट्यूबों से बनाया गया है, जो एक पॉलिमर का उपयोग करके एक साथ जुड़े हुए हैं।



विशेष रूप से टिकाऊ कपड़ा सामग्री की मांग है

इस विद्युत प्रवाहकीय फाइबर की तन्यता ताकत गोला-बुनाई मकड़ी के जाल की तुलना में तीन गुना अधिक है। परिणामी सामग्री का उपयोग अल्ट्रा-लाइट बॉडी कवच ​​और खेल उपकरण बनाने के लिए किया जाता है।

एक अन्य टिकाऊ सामग्री का नाम ONNEX है, जिसे अमेरिकी रक्षा विभाग के आदेश से बनाया गया है। बॉडी कवच ​​के उत्पादन में इसके उपयोग के अलावा, नई सामग्रीइसका उपयोग उड़ान नियंत्रण प्रणाली, सेंसर, इंजन में भी किया जा सकता है।



विशेष नैनोट्यूब सामग्रियों को विशेष रूप से टिकाऊ बनाते हैं

वैज्ञानिकों द्वारा विकसित एक तकनीक है, जिसकी बदौलत एरोजेल के परिवर्तन के माध्यम से मजबूत, कठोर, पारदर्शी और हल्के पदार्थ प्राप्त किए जाते हैं।

उनके आधार पर, हल्के शरीर कवच, टैंकों के लिए कवच और टिकाऊ का उत्पादन संभव है निर्माण सामग्री. नोवोसिबिर्स्क वैज्ञानिकों ने एक नए सिद्धांत के प्लाज्मा रिएक्टर का आविष्कार किया है, जिसकी बदौलत नैनोट्यूबुलिन - अल्ट्रा-मजबूत का उत्पादन संभव है कृत्रिम सामग्री.

इस सामग्री की खोज बीस साल पहले की गई थी। यह लोचदार स्थिरता का एक द्रव्यमान है। इसमें प्लेक्सस होते हैं जिन्हें नग्न आंखों से नहीं देखा जा सकता है। इन प्लेक्सस की दीवारों की मोटाई एक परमाणु है।



रूसी वैज्ञानिकों ने एक अति-विश्वसनीय नैनोट्यूबुलिन सामग्री का आविष्कार किया है

तथ्य यह है कि परमाणु "रूसी गुड़िया" सिद्धांत के अनुसार एक-दूसरे में निहित प्रतीत होते हैं, जो नैनोट्यूब्यूलिन को सभी ज्ञात सामग्रियों में से सबसे टिकाऊ सामग्री बनाता है।

जब इस सामग्री को कंक्रीट, धातु और प्लास्टिक में जोड़ा जाता है, तो उनकी ताकत और विद्युत चालकता में काफी वृद्धि होती है। नैनोट्यूबुलिन कारों और विमानों को अधिक टिकाऊ बनाने में मदद करेगा। यदि नई सामग्री व्यापक उत्पादन में आती है, तो सड़कें, घर और उपकरण बहुत टिकाऊ हो सकते हैं।

इन्हें नष्ट करना बहुत कठिन होगा. इसकी अत्यधिक लागत के कारण नैनोट्यूबुलिन को अभी तक व्यापक उत्पादन में पेश नहीं किया गया है। हालाँकि, नोवोसिबिर्स्क वैज्ञानिक इस सामग्री की लागत को काफी कम करने में कामयाब रहे। अब नैनोट्यूबुलिन का उत्पादन किलोग्राम में नहीं, बल्कि टन में किया जा सकता है।



नैनोट्यूबुलिन को अभी तक व्यापक उपयोग नहीं मिला है

सबसे कठोर धातु

सभी ज्ञात धातुओं में क्रोमियम सबसे कठोर है, लेकिन इसकी कठोरता काफी हद तक इसकी शुद्धता पर निर्भर करती है। इसके गुण संक्षारण प्रतिरोध, ताप प्रतिरोध और अपवर्तकता हैं। क्रोम एक धातु है जिसका रंग सफेद-नीला होता है। इसकी ब्रिनेल कठोरता 70-90 kgf/cm2 है।

गलनांक स्वयं कठोर धातु- सात हजार दो सौ किलोग्राम/घन मीटर के घनत्व के साथ एक हजार नौ सौ सात डिग्री सेल्सियस।

यह धातु अंदर है भूपर्पटी 0.02 प्रतिशत की मात्रा में, जो काफी अधिक है। यह आमतौर पर क्रोमियम लौह अयस्क के रूप में पाया जाता है। क्रोमियम का खनन सिलिकेट चट्टानों से किया जाता है।



क्रोम को सबसे मजबूत धातु माना जाता है

इस धातु का उपयोग उद्योग, क्रोमियम स्टील, नाइक्रोम आदि को गलाने में किया जाता है। इसका उपयोग संक्षारणरोधी और के लिए किया जाता है सजावटी कोटिंग्स. पृथ्वी पर गिरने वाले पत्थर के उल्कापिंड क्रोमियम से भरपूर होते हैं।

सबसे टिकाऊ पेड़

ऐसी लकड़ी है जो कच्चे लोहे से भी अधिक मजबूत होती है और उसकी तुलना लोहे की ताकत से की जा सकती है। हम बात कर रहे हैं "श्मिट बिर्च" की। इसे आयरन बिर्च भी कहा जाता है. मनुष्य अब और कुछ नहीं जानता टिकाऊ लकड़ीइस से। इसकी खोज श्मिट नामक रूसी वनस्पतिशास्त्री ने सुदूर पूर्व में की थी।



श्मिट बर्च सबसे मजबूत पेड़ है। लकड़ी कच्चे लोहे की तुलना में डेढ़ गुना मजबूत है, झुकने की ताकत लगभग लोहे की ताकत के बराबर है।

इन गुणों के कारण, लोहे की सन्टी कभी-कभी धातु की जगह ले सकती है, क्योंकि यह लकड़ी जंग और सड़ने के अधीन नहीं है। आयरन बर्च से बने जहाज के पतवार को पेंट करने की भी आवश्यकता नहीं होती है, जहाज जंग से नष्ट नहीं होगा, और यह एसिड से भी नहीं डरता है।



श्मिट बर्च लोहे से भी अधिक मजबूत होता है

श्मिट बर्च को गोली से नहीं छेदा जा सकता; आप इसे कुल्हाड़ी से नहीं काट सकते। हमारे ग्रह पर मौजूद सभी बिर्चों में से, आयरन बिर्च सबसे लंबे समय तक जीवित रहने वाला बिर्च है - यह चार सौ वर्षों तक जीवित रहता है।

इसका निवास स्थान केद्रोवाया पैड नेचर रिजर्व है। यह एक दुर्लभ संरक्षित प्रजाति है जो रेड बुक में सूचीबद्ध है। यदि यह इतनी दुर्लभता न होती, तो इस पेड़ की अत्यधिक मजबूत लकड़ी का उपयोग हर जगह किया जा सकता था।

और यहाँ सबसे अधिक हैं लंबे वृक्षदुनिया में, रेडवुड बहुत टिकाऊ सामग्री नहीं हैं। लेकिन, uznayvse.ru के अनुसार, वे ऊंचाई में 150 मीटर तक बढ़ सकते हैं।

अधिकांश टिकाऊ सामग्रीब्रह्मांड में

सबसे टिकाऊ और एक ही समय में हल्की सामग्रीहमारे ब्रह्मांड का ग्राफीन है। यह एक कार्बन प्लेट है, जिसकी मोटाई केवल एक परमाणु है, लेकिन यह हीरे से भी अधिक मजबूत है, और विद्युत चालकता कंप्यूटर चिप्स के सिलिकॉन से सौ गुना अधिक है।

और यह 80 से अधिक वर्षों से सबसे हल्का पदार्थ था, जिसे "जमे हुए धुएँ" के रूप में भी जाना जाता था।

पिछले साल इसकी जगह एयरोग्राफ़ाइट नामक एक अन्य सामग्री ने ले ली थी। यह एक सिंथेटिक फोम है जिसमें ट्यूबलर कार्बन फाइबर होते हैं। इसका घनत्व 0.18 mg/cm3 तक पहुँच जाता है। लेकिन यह सामग्री ज्यादा देर तक हथेली पर नहीं टिक पाई।

हाल ही में एक और सामग्री बनाई गई, जिसे ग्राफीन एयरजेल कहा गया।

इसे झेजियांग विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों के एक समूह ने बनाया था। इसका घनत्व हीलियम गैस से कम तथा थोड़ा अधिक होता है हाइड्रोजन गैस. इसका घनत्व 0.16 mg/cm3 है। इसे बनाने में ग्राफीन का इस्तेमाल किया गया था। वैज्ञानिकों ने फ्रीज-सुखाने की विधि का उपयोग किया। परिणामस्वरूप, एक कार्बन छिद्रपूर्ण स्पंज बनाया गया जो दिए गए आकार का पूरी तरह से पालन करता है। परिणामी ग्राफीन एयरजेल न केवल सबसे हल्का पदार्थ है, बल्कि बेहद मजबूत और लोचदार भी है। यह कार्बनिक पदार्थों को अवशोषित करने में सक्षम है। उदाहरण के लिए, एक सेकंड में यह 68.8 ग्राम तेल सोख लेता है, जिससे इसका उपयोग महासागरों से फैले तेल को साफ करने के लिए किया जा सकेगा।

“यह बहुत संभव है कि एक दिन, जब तेल रिसाव होगा, हम इसे तुरंत अवशोषित करने के लिए इस सामग्री का उपयोग करने में सक्षम होंगे। इसकी लोच के कारण... एयरजेल को पुनर्चक्रित किया जा सकता है"

इसके अलावा, इसका उपयोग ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के साथ-साथ कई रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए उत्प्रेरक के रूप में भी किया जा सकता है।

यह प्रदर्शित करने के लिए कि सामग्री कितनी हल्की है, वैज्ञानिकों ने इसे चेरी ब्लॉसम की पंखुड़ियों पर रखा।

सबसे हल्की और बेहद टिकाऊ सामग्री को निर्माण का भविष्य कहा जाता है। ये सामग्रियां लोगों के जीवन के सभी क्षेत्रों - चिकित्सा प्रौद्योगिकियों से लेकर परिवहन तक - में अधिक ऊर्जा-कुशल और पर्यावरण के अनुकूल वस्तुएं बनाने में मदद करेंगी।

बहुतों के बीच नवीन सामग्री, जो अभी कुछ समय पहले सिर्फ विज्ञान कथा लगती थी, विशेष रूप से उन्नत और आशाजनक हैं:

3डी ग्राफीन

शुद्ध कार्बन से निर्मित, यह अति पतली ग्राफीन पृथ्वी पर सबसे मजबूत सामग्रियों में से एक मानी जाती है। लेकिन हाल ही में, एमआईटी के शोधकर्ता द्वि-आयामी ग्राफीन को त्रि-आयामी संरचना में बदलने में सक्षम हुए। उन्होंने स्पंजी संरचना वाली एक नई सामग्री बनाई। 3डी ग्राफीन का घनत्व स्टील का केवल 5 प्रतिशत है, लेकिन अपनी विशेष संरचना के कारण यह स्टील से 10 गुना अधिक मजबूत है।

रचनाकारों के अनुसार, 3डी ग्राफीन में कई क्षेत्रों में उपयोग की काफी संभावनाएं हैं।

जहां तक ​​इसकी निर्माण तकनीक का सवाल है, इसे पॉलिमर से लेकर अन्य सामग्रियों पर भी लागू किया जा सकता है संरचनात्मक कंक्रीट. इससे न केवल ऐसी संरचनाएँ तैयार होंगी जो मजबूत और हल्की होंगी, बल्कि उनमें इन्सुलेशन गुण भी बढ़ेंगे। इसके अलावा, रासायनिक संयंत्रों से पानी या अपशिष्ट के लिए निस्पंदन सिस्टम में छिद्रपूर्ण संरचनाओं का उपयोग किया जा सकता है।

कार्बिन

पिछले वसंत में, ऑस्ट्रियाई शोधकर्ताओं की एक टीम ने कार्बाइन को सफलतापूर्वक संश्लेषित किया, जो कार्बन का एक रूप है जो सबसे मजबूत ज्ञात सामग्री है और ग्राफीन से भी बेहतर है।

कार्बाइन में कार्बन परमाणुओं की एक आयामी श्रृंखला होती है जो रासायनिक रूप से प्रतिक्रियाशील होती है, जिससे इसे संश्लेषित करना बहुत मुश्किल हो जाता है। माना जाता है कि यह अनम्य सामग्री कार्बन नैनोट्यूब से दोगुनी मजबूत होती है। कार्बाइन का उपयोग नैनोमैकेनिक्स, नैनो- और माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स में किया जा सकता है।

एरोग्राफ़ाइट

झरझरा कार्बन ट्यूबों के नेटवर्क से निर्मित, एयरग्रेफाइट एक सिंथेटिक फोम है। यह अब तक निर्मित सबसे हल्की संरचनात्मक सामग्रियों में से एक है। एरोग्राफाइट का विकास कील विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं द्वारा किया गया था तकनीकी विश्वविद्यालयहैम्बर्ग. एरोग्राफाइट का उत्पादन किया जा सकता है विभिन्न रूप, इसका घनत्व केवल 180 ग्राम/मीटर 3 है, जो विस्तारित पॉलीस्टाइनिन से 75 गुना हल्का है। इस सामग्री का उपयोग लिथियम-आयन बैटरी के इलेक्ट्रोड में उनका वजन कम करने के लिए किया जा सकता है।

एयरब्रश

ग्राफीन एरोजेल के रूप में भी जाना जाता है, यह एक हल्का पदार्थ है जिसका घनत्व केवल 0.16 मिलीग्राम/सेमी 3 है, जो हवा के घनत्व से 7.5 गुना कम है। इसके अलावा, यह एक बहुत ही लोचदार सामग्री है, और यह अपने वजन से 900 गुना अधिक तेल और पानी को अवशोषित कर सकता है। एयरग्राफीन का यह गुण बहुत महत्वपूर्ण है: यह महासागरों में फैले तेल को अवशोषित करने में सक्षम होगा।

इसमें समान गुण हैं, जिसका परीक्षण पहले से ही आर्गोन के शोधकर्ताओं द्वारा किया जा रहा है।

टिकाऊ सामग्रियों के उपयोग की एक विस्तृत श्रृंखला होती है। इसमें न केवल सबसे कठोर धातु है, बल्कि सबसे कठोर और सबसे टिकाऊ लकड़ी, साथ ही सबसे टिकाऊ कृत्रिम रूप से निर्मित सामग्री भी है।

सबसे अधिक टिकाऊ सामग्री का उपयोग कहाँ किया जाता है?

जीवन के कई क्षेत्रों में भारी-भरकम सामग्रियों का उपयोग किया जाता है। इस प्रकार, आयरलैंड और अमेरिका के रसायनज्ञों ने एक ऐसी तकनीक विकसित की है जिसके द्वारा टिकाऊ कपड़ा फाइबर का उत्पादन किया जाता है। इस सामग्री के एक धागे का व्यास पचास माइक्रोमीटर होता है। इसे लाखों नैनोट्यूबों से बनाया गया है, जो एक पॉलिमर का उपयोग करके एक साथ जुड़े हुए हैं।

इस विद्युत प्रवाहकीय फाइबर की तन्यता ताकत गोला-बुनाई मकड़ी के जाल की तुलना में तीन गुना अधिक है। परिणामी सामग्री का उपयोग अल्ट्रा-लाइट बॉडी कवच ​​और खेल उपकरण बनाने के लिए किया जाता है। एक अन्य टिकाऊ सामग्री का नाम ONNEX है, जिसे अमेरिकी रक्षा विभाग के आदेश से बनाया गया है। बॉडी कवच ​​के उत्पादन में इसके उपयोग के अलावा, नई सामग्री का उपयोग उड़ान नियंत्रण प्रणाली, सेंसर और इंजन में भी किया जा सकता है।


वैज्ञानिकों द्वारा विकसित एक तकनीक है, जिसकी बदौलत एरोजेल के परिवर्तन के माध्यम से मजबूत, कठोर, पारदर्शी और हल्के पदार्थ प्राप्त किए जाते हैं। उनके आधार पर, हल्के बॉडी कवच, टैंकों के लिए कवच और टिकाऊ निर्माण सामग्री का उत्पादन संभव है।

नोवोसिबिर्स्क वैज्ञानिकों ने एक नए सिद्धांत के प्लाज्मा रिएक्टर का आविष्कार किया है, जिसकी बदौलत एक सुपर-मजबूत कृत्रिम सामग्री नैनोट्यूबुलिन का उत्पादन संभव है। इस सामग्री की खोज बीस साल पहले की गई थी। यह लोचदार स्थिरता का एक द्रव्यमान है। इसमें प्लेक्सस होते हैं जिन्हें नग्न आंखों से नहीं देखा जा सकता है। इन प्लेक्सस की दीवारों की मोटाई एक परमाणु है।


तथ्य यह है कि परमाणु "रूसी गुड़िया" सिद्धांत के अनुसार एक-दूसरे में निहित प्रतीत होते हैं, जो नैनोट्यूब्यूलिन को सभी ज्ञात सामग्रियों में से सबसे टिकाऊ सामग्री बनाता है। जब इस सामग्री को कंक्रीट, धातु और प्लास्टिक में जोड़ा जाता है, तो उनकी ताकत और विद्युत चालकता में काफी वृद्धि होती है। नैनोट्यूबुलिन कारों और विमानों को अधिक टिकाऊ बनाने में मदद करेगा। यदि नई सामग्री व्यापक उत्पादन में आती है, तो सड़कें, घर और उपकरण बहुत टिकाऊ हो सकते हैं। इन्हें नष्ट करना बहुत कठिन होगा. इसकी अत्यधिक लागत के कारण नैनोट्यूबुलिन को अभी तक व्यापक उत्पादन में पेश नहीं किया गया है। हालाँकि, नोवोसिबिर्स्क वैज्ञानिक इस सामग्री की लागत को काफी कम करने में कामयाब रहे। अब नैनोट्यूबुलिन का उत्पादन किलोग्राम में नहीं, बल्कि टन में किया जा सकता है।


सबसे कठोर धातु

सभी ज्ञात धातुओं में क्रोमियम सबसे कठोर है, लेकिन इसकी कठोरता काफी हद तक इसकी शुद्धता पर निर्भर करती है। इसके गुण संक्षारण प्रतिरोध, ताप प्रतिरोध और अपवर्तकता हैं। क्रोम एक धातु है जिसका रंग सफेद-नीला होता है। इसकी ब्रिनेल कठोरता 70-90 kgf/cm2 है। सबसे कठोर धातु का गलनांक एक हजार नौ सौ सात डिग्री सेल्सियस और घनत्व सात हजार दो सौ किलोग्राम/घन मीटर है। यह धातु पृथ्वी की भूपर्पटी में 0.02 प्रतिशत की मात्रा में पाई जाती है, जो महत्वपूर्ण है। यह आमतौर पर क्रोमियम लौह अयस्क के रूप में पाया जाता है। क्रोमियम का खनन सिलिकेट चट्टानों से किया जाता है।


इस धातु का उपयोग उद्योग, क्रोमियम स्टील, नाइक्रोम आदि को गलाने में किया जाता है। इसका उपयोग संक्षारणरोधी और सजावटी कोटिंग्स के लिए किया जाता है। पृथ्वी पर गिरने वाले पत्थर के उल्कापिंड क्रोमियम से भरपूर होते हैं।

सबसे टिकाऊ पेड़

ऐसी लकड़ी है जो कच्चे लोहे से भी अधिक मजबूत होती है और उसकी तुलना लोहे की ताकत से की जा सकती है। हम बात कर रहे हैं "श्मिट बिर्च" की। इसे आयरन बिर्च भी कहा जाता है. मनुष्य इससे अधिक मजबूत वृक्ष नहीं जानता। इसकी खोज श्मिट नामक रूसी वनस्पतिशास्त्री ने सुदूर पूर्व में की थी।


लकड़ी कच्चे लोहे की तुलना में डेढ़ गुना अधिक मजबूत होती है और इसकी झुकने की शक्ति लगभग लोहे के बराबर होती है। इन गुणों के कारण, लोहे की सन्टी कभी-कभी धातु की जगह ले सकती है, क्योंकि यह लकड़ी जंग और सड़ने के अधीन नहीं है। आयरन बर्च से बने जहाज के पतवार को पेंट करने की भी आवश्यकता नहीं होती है, जहाज जंग से नष्ट नहीं होगा, और यह एसिड से भी नहीं डरता है।


श्मिट बर्च को गोली से नहीं छेदा जा सकता; आप इसे कुल्हाड़ी से नहीं काट सकते। हमारे ग्रह पर मौजूद सभी बिर्चों में से, आयरन बिर्च सबसे लंबे समय तक जीवित रहने वाला बिर्च है - यह चार सौ वर्षों तक जीवित रहता है। इसका निवास स्थान केद्रोवाया पैड नेचर रिजर्व है। यह एक दुर्लभ संरक्षित प्रजाति है जो रेड बुक में सूचीबद्ध है। यदि यह इतनी दुर्लभता न होती, तो इस पेड़ की अत्यधिक मजबूत लकड़ी का उपयोग हर जगह किया जा सकता था।

लेकिन दुनिया के सबसे ऊंचे पेड़, रेडवुड, बहुत टिकाऊ सामग्री नहीं हैं।

ब्रह्मांड में सबसे मजबूत सामग्री

हमारे ब्रह्मांड में सबसे टिकाऊ और साथ ही सबसे हल्का पदार्थ ग्राफीन है। यह एक कार्बन प्लेट है, जिसकी मोटाई केवल एक परमाणु है, लेकिन यह हीरे से भी अधिक मजबूत है, और विद्युत चालकता कंप्यूटर चिप्स के सिलिकॉन से सौ गुना अधिक है।


ग्राफीन जल्द ही वैज्ञानिक प्रयोगशालाओं को छोड़ देगा। आज दुनिया के सभी वैज्ञानिक इसके अनोखे गुणों के बारे में बात करते हैं। तो, कुछ ग्राम सामग्री पूरे फुटबॉल मैदान को कवर करने के लिए पर्याप्त होगी। ग्राफीन बहुत लचीला होता है और इसे मोड़ा, मोड़ा या घुमाया जा सकता है।

इसके उपयोग के संभावित क्षेत्र: सौर पेनल्स, सेल फोन, टच स्क्रीन, सुपर-फास्ट कंप्यूटर चिप्स।
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यदि आप आधुनिक तकनीक की दुनिया में नवीनतम विकास का अनुसरण करते हैं, तो यह सामग्री आपके लिए बड़ी खबर नहीं होगी। हालाँकि, सबसे अधिक विस्तार से विचार करें हल्की सामग्रीदुनिया में और थोड़ा और विवरण सीखना उपयोगी है।


एक साल से भी कम समय पहले, दुनिया में सबसे हल्के पदार्थ का खिताब एयरोग्राफ़ाइट नामक पदार्थ को दिया गया था। लेकिन यह सामग्री लंबे समय तक हथेली पर टिकने में कामयाब नहीं रही; इसे हाल ही में ग्राफीन एयरजेल नामक एक अन्य कार्बन सामग्री ने ले लिया है। प्रोफेसर गाओ चाओ के नेतृत्व में झेजियांग विश्वविद्यालय के पॉलिमर विज्ञान और प्रौद्योगिकी प्रयोगशाला विभाग की एक शोध टीम द्वारा निर्मित, अल्ट्रा-लाइट ग्राफीन एयरगेल का घनत्व हीलियम गैस की तुलना में थोड़ा कम और हाइड्रोजन गैस की तुलना में थोड़ा अधिक है।

सामग्रियों के एक वर्ग के रूप में एयरोगेल्स का विकास और उत्पादन 1931 में इंजीनियर और रसायनज्ञ सैमुअल स्टीफंस किस्टलर द्वारा किया गया था। तब से, व्यावहारिक उपयोग के लिए उनके संदिग्ध मूल्य के बावजूद, विभिन्न संगठनों के वैज्ञानिक ऐसी सामग्रियों पर शोध और विकास कर रहे हैं। बहु-दीवार वाले कार्बन नैनोट्यूब से युक्त एक एयरजेल, जिसे "जमे हुए धुआं" कहा जाता है और जिसका घनत्व 4 मिलीग्राम/सेमी3 है, ने सबसे अधिक का खिताब खो दिया है। हल्की सामग्री 2011 में, जो 0.9 एमजी/सेमी3 के घनत्व वाले धातु माइक्रोलैटिस सामग्री में स्थानांतरित हो गया। और एक साल बाद, सबसे हल्के पदार्थ का खिताब एयरोग्राफाइट नामक कार्बन पदार्थ को मिला, जिसका घनत्व 0.18 मिलीग्राम/सेमी3 है।

प्रोफेसर चाओ की टीम द्वारा बनाए गए सबसे हल्के पदार्थ शीर्षक ग्राफीन एयरजेल के नए धारक का घनत्व 0.16 मिलीग्राम/सेमी3 है। ऐसी हल्की सामग्री बनाने के लिए, वैज्ञानिकों ने सबसे अद्भुत और में से एक का उपयोग किया पतली सामग्रीआज - ग्राफीन। "एक-आयामी" ग्राफीन फाइबर और दो-आयामी ग्राफीन रिबन जैसी सूक्ष्म सामग्री बनाने में अपने अनुभव का उपयोग करते हुए, टीम ने ग्राफीन के दो आयामों में एक और आयाम जोड़ने और एक थोक झरझरा ग्राफीन सामग्री बनाने का निर्णय लिया।

टेम्प्लेट निर्माण विधि के बजाय, जो एक विलायक सामग्री का उपयोग करता है और आमतौर पर विभिन्न एरोजेल बनाने के लिए उपयोग किया जाता है, चीनी वैज्ञानिकों ने फ्रीज-सुखाने की विधि का उपयोग किया। एक कूलॉइड घोल को फ्रीज में सुखाना जिसमें शामिल है तरल भरावऔर ग्राफीन कणों ने कार्बन-आधारित झरझरा स्पंज बनाना संभव बना दिया, जिसका आकार लगभग पूरी तरह से दिए गए आकार को दोहराता था।


प्रोफेसर चाओ कहते हैं, "टेम्प्लेट का उपयोग करने की कोई आवश्यकता नहीं है; हमारे द्वारा बनाई गई अल्ट्रा-लाइट कार्बन सामग्री का आकार और आकार केवल कंटेनर के आकार और आकार पर निर्भर करता है।" उत्पादित एयरजेल की मात्रा केवल कंटेनर के आकार पर निर्भर करती है। कंटेनर, जिसका आयतन हजारों घन सेंटीमीटर में मापा जा सकता है।

परिणामी ग्राफीन एयरजेल एक अत्यंत मजबूत और लोचदार सामग्री है। यह अपने वजन से 900 गुना अधिक वजन वाले तेल सहित कार्बनिक पदार्थों को अवशोषित कर सकता है उच्च गतिअवशोषण. एक ग्राम एयरजेल केवल एक सेकंड में 68.8 ग्राम तेल को अवशोषित करता है, जिससे यह समुद्री तेल और पेट्रोलियम उत्पादों के अवशोषक के रूप में उपयोग के लिए एक आकर्षक सामग्री बन जाता है।


तेल अवशोषक के रूप में काम करने के अलावा, ग्राफीन एयरजेल में ऊर्जा भंडारण प्रणालियों में, कुछ रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए उत्प्रेरक के रूप में और जटिल मिश्रित सामग्रियों के लिए भराव के रूप में उपयोग करने की क्षमता है।