Метални отпадъци се превръщат в аерогел по екологичен начин

Мостри от металическия аерогел. Фото: Национален университет в Сингапур

Така наречените аерогелове са изключително леки и порести материали с широко приложение, а машинните инженери от Националния университет в Сингапур (NUS) стават доста добри в изработването на подобни гелове от всякакви отпадъчни продукти. Досега успяваха да ги правят от бракувани автомобилни гуми, пластмасови бутилки и дори ананасови листа. Сега екипът показва нова версия, която се произвежда чрез екологичен метод за рециклиране на метални отпадъци.

За най-новия си екологичен усъвършенстван материал, добит от стара стока, учените от NUS са се насочили към екологичните проблеми, свързани с рециклирането на метални отпадъци. Те изискват много енергия за преработване и създават вредни странични продукти като амоняк и метан.

Новият процес на производство на аерогел започва с това, че металните отпадъци – алуминий или магнезий – се смилат на прах. После се комбинират с химически добавки за свързване. След това сместа се загрява във фурна, преди да бъде замразена и лиофилизирана. Целият този процес отнема от един до три дена. Той е в състояние да трансформира прахообразните метални отпадъци в аерогел. Процесът изисква малко енергия и е с ниска цена. Това води до направата на аерогел, който струва около половината от цената на предлагания в търговската мрежа силициев аерогел. Освен това при този процес не се генерират опасни отпадъци. Той може да бъде приложен към всички видове метални отпадъци чрез леки вариации на техниката.

Изследователите си представят редица приложения на аерогелове на метална основа. Подобно на „обикновените“ аерогелове и металните са ултралеки, силно абсорбиращи и имат върховна топло- и звукоизолация. Те да бъдат и да бъдат обработени с химическо покритие, за да им се придадат други свойства, като например да станат водо- или пожароустойчиви. Използването им в строителството е една от големите и много обещаващи възможности.

„Нашият алуминиев аерогел е 30 пъти по-лек и изолира топлината 21 пъти по-добре от конвенционалния бетон“, казва доцент Дуонг Хай Мин, ръководил изследователския екип. „Когато се добавят оптични влакна по време на етапа на смесване, можем да създадем полупрозрачен алуминиев аерогел, който като строителен материал може да подобри естественото осветление, да намали консумацията на енергия за осветление и да осветява тъмни зони или места без прозорци. Полупрозрачният бетон може да се използва и за изграждане на тротоари и неравности, които светят през нощта, за да се подобри безопасността на пешеходците и пътното движение“.

Учените виждат потенциал и в биомедицински приложения, където алуминиевите аерогелове могат да действат като вид подложка за култивиране на клетки. В ранните експерименти върху стволови клетки 12 дни инкубация са довели до добив от 70 процента, което екипът описва като първата успешна демонстрация на използване на аерогел за отглеждане на клетки. „Това е вълнуващо постижение, което може да помогне за по-мащабно използване на аерогеловете за неконвенционални приложения като тестване на лекарства и козметика, разработване на ваксини и тъканно инженерство“, обяснява Дуонг.

В момента екипът работи с индустриални партньори, за да доразработи аерогела и да комерсиализира технологията. Учените се надяват и да разработят версии, които могат да понасят изключително високи температури – например за военни приложения.

Изследването бе публикувано в Journal of Material Cycles and Waste Management.

Снимка: Национален университет в Сингапур

Коментари

Напиши коментар

E-mail адресът Ви няма да бъде публикуван




*