EGY ÚJFAJTA KARBON AEROGÉL A VILÁG LEGKÖNNYEBB SZILÁRD ANYAGA

Az új anyag sűrűsége mindössze 0,16 mg/cm3, a szén nanocsövekből és grafénból álló matéria ráadásul saját tömegének 900-szorosát képes magába szívni olajból.
Jools _
Jools _
2013. márc. 28. 8:01
Egy újfajta karbon aerogél a világ legkönnyebb szilárd anyaga

Kínai kutatók bejelentették, hogy minden korábbinál könnyebb szilárd anyagot alkottak. A szén nanocsövekből és grafénból felépülő aerogél egy köbcentimétere mindössze 0,16 milligrammot nyom, vagyis a hatodakkora tömeggel rendelkezik, mint a levegő. (Az előző hivatalos rekorder egy német kutatók által előállított, aerografit nevű anyag volt, amely 0,2 mg/cm3 sűrűséggel rendelkezett.) Aerogéleknek az olyan, nagyon alacsony sűrűségű szilárd anyagokat nevezik, amelyek valamilyen gélből származnak, folyékony komponensük azonban gáznemű anyaggal cserélődik le az előállítás során. Annyira könnyűek, hogy fagyott vagy szilárd füstnek is szokás ezeket nevezni.

A kínai szakértők által előállított karbon aerogél megalkotói szerint ideális megoldás lehet az olajszennyeződések feltakarítására. Az aerogélek ilyen jellegű felhasználása már többször felmerült, hiszen kis mennyiségük is nagy tömegű folyadékot képes magába szívni, azonban ezeket a terveket mindeddig nem követte tényleges megvalósulás.

Galéria megnyitása

Pedig a módszer hatékonyságával nehéz lenne vitatkozni: míg az olajfoltok feltakarításakor jelenleg alkalmazott anyagok saját tömegük maximum tízszeresének tárolására képesek, a karbon aerogél egy grammja 900 gramm olajat képes magába szívni, és mindezt nagyon gyorsan is teszi, másodpercenként 68,8 grammnyi folyadékot szippantva magába.

Egy ilyen tulajdonságú anyag rendkívül hasznos lehet az olajszennyeződések feltakarításában, de a víz- és levegőtisztításban is, vélik a kutatók. Az előállítás során egy újfajta, gyorsfagyasztásos módszerrel minden maradék nedvességet eltávolítottak az anyagból, így sikerült azt a korábbiaknál kisebb tömeggel legyártani. A szakértők szerint az új módszerrel ezen túl a korábbi metódusoknál jóval könnyebben megoldható az anyag nagy tömegben való előállítása is.

Az eredmények tehát nagyon bíztatóak, de továbbra is kérdéses, hogy vajon ez az anyag végre eljut-e a gyakorlati felhasználásig, és elérhető lesz-e a legközelebbi olajkatasztrófa nyomainak eltűntetése során.

Galéria megnyitása
Hírlevél feliratkozás
A feliratkozással elfogadom a Felhasználási feltételeket és az Adatvédelmi nyilatkozatot.

27 hozzászólás

A komment írásához előbb jelentkezz be!
dwbikft
dwbikft
2013. márc. 29. 13:05
#18

Ez a vákumban meg szabad levegőn való mérés butaság, irreleváns. Egy szabad levegőn álló mérleggel sem tudod mérni a levegő nyomását, mert ahogy mondták többen is, az mindenhol hat.

Annak eldöntésére hogy valami lebeg-e vagy sem ott a tömegen kívűl a térfogat is szerepet játszik. Ugye a hőlégballonnál pont ezt használják ki.

MJA
MJA
2013. márc. 29. 13:45

...de itt sűrűséget adtak meg, úgy meg megvan az általad hiányolt térfogat is.

Így már tudod a térfogategységnyi tömeget, a felhajtóerő erre meg az adott térfogatból kiszorított levegő tömegéből számolt súlyerővel egyenlő. (tehát ha könnyebb lenne a levegőnél, akkor elszállna, mint egy héliumos léggömb)

gyanús, hogy valami olyan számolást alkalmaznak, hogy a az aerogél karbon vázának tömegét a teljes lyukacsos térfogával osztják, így kaphatják a rendkívül kicsi sűrűségeértéket. (mintha a lufigumi sűrűségét úgy számolnák, hogy felfújatlan állapotú tömegét osztanák a felfújt térfogatával)

zodiac83
zodiac83
2013. márc. 29. 9:59
#17

Megkövetem magam, tényleg teljesen irreleváns, hogy szabadon járkál-e ki-be a levegő, avagy sem (ami kötött levegő, vagy egyéb gáz, az az anyag szerves része ezen állapotában). Tehát mindenképp el van írva valami. Ha mikrogrammos mérlegre ráhelyezve egy köbcentit ebből az anyagból 0,16 mg-ot mérnek, és mindezt nem vákuumban teszik, hanem normál légköri viszonyok között, akkor annak a sűrűsége 0,16 mg/cm3-rel MEGHALADJA a levegő sűrűségét (tömegük ugyanígy aránylik egymáshoz). Tehát az aerogél tömege/sűrűsége nem lehet hatoda (nyolcada) a levegőének. Amennyiben vákuumban mérték, és tényleg ennyi a tömege/sűrűsége, akkor pedig - normál légköri nyomáson, emberi hőmérsékleten - el kell szállnia, mint a győzelmi zászlónak.

kiskoller
kiskoller
2013. márc. 29. 12:31

Pontosan.

coolpet
coolpet
2013. márc. 29. 8:14
#16

Szerintem meg tokmindegy mi van a belsejeben, szilard anyagbol keszult cucc surusege akkor is nagyobb a szobahomersekleten levo osszes gaznal.

Egyebkent az aerogel az a cucc amikor a gelben levo folyadekot gazra cserelik. Marpedig ha nem tolnak bele olyan gazt ami konyebb a levegonel(pl helium) akkor az a budos eletbe nem fog felszallni, a tomege miatt meg a gravitacios hatas ervenyes ra. Nem kell itt terfogatra meg surusegre hajazni, egyszeruen nehezebb meg igyis mint a levego.

Egy kis olvasnivalo: http://hu.wikipedia.org/wiki/Aerog%C3%A9l

fofoka
fofoka
2013. márc. 28. 21:49
#15

"A levegő egy cm^3-énél könnyebb, nem a ránehezedő levegőoszlopénál, azaz a légnyomás miatt nem száll fel."

Blimey! Ez itt már az új fizika egyenesen a Cern-ből :-) Engem meg az összes fizikatanár azzal tévesztett meg, hogy a nyomás minden irányban egyformán terjed.

kiskoller
kiskoller
2013. márc. 28. 20:54
#14

Látom sokan nem értik a kiszorítás elvét, mások igen, így elmagyarázom:

Ha aott egy anyag, körülötte vagy folyadék, vagy gáz, akkor az az anyag csak akkor fog helyben maradni, ha az általa kiszorított gáznál / folyadéknál nagyobb a tömege.

Tehát:

Ha adott egy lyukacsos anyag, aminek a sűrűsége kisebb, mint a levegőé, akkor az bizony lebegni fog, mert

X térfogatú levegő tömege > Y térfogatú anyag tömege + (X - Y) térfogatú levegő tömege.

ha egyszerűen levesszünk X - Y levegőt

Y térfogatú levegő tömege > Y térfogatú anyag tömege

Ebből is látszik hogy irreveláns hogy mennyi levegő/gáz/folyadék van BENNE a tárgyban, mert azt a térfogatot az anyag nem szorítja ki.

Tehát, ha fogunk egy lufit aminek a térfogata 1 köbCM (maga a gumi anyag, amikor nincs felfújva), felfújuk úgy levegővel, hogy a lufi 1 köbméter térfogatú nagy lesz, akkor a lufi tömege:

magának az anyag sürüsége 1 köbCM + 1köbméter - 1 köbCM levegő sűrűsége

és az általa kiszorított levegő tömege pedig egyszerűen

1 köbméter * levegő sűrűsége.

Ergo ha a lufi kezdetben kisebb sürüségű mint a levegő, akkor látszik hogy a lufi felfelé fog szállni akkor is ha telifújjuk, és akkor is, ha nem.

Tehát teljesen irreveláns hogy mennyi levegő van benne. Ahogy az atmoszféra nyomása is lényegtelen.

kiskoller
kiskoller
2013. márc. 29. 9:03

Nem, szerintem eliras van a cikkben. Egyetertek veled, a gelnek lebegnie kellene. De mivel nem teszi, igy a cikket ertelmeztuk felre.

bszoke88
bszoke88
2013. márc. 28. 19:40
#13

de sok itt a fizikus LOL

MJA
MJA
2013. márc. 28. 18:40
#12

"ténylegesen 1,29+0,16 g/cm3 a sűrűsége"

képek alapján tutira ez a megoldás, egyszerűen a teljes, levegővel átjárt, térfogatával számoltak és csak a "karbon aerogél" tömegével, a benne lévő levegő tömegét figyelmen kívül hagyták. (képekből is látszik, hogy egy pehelykönnyű anyag, de nem lebeg)

zodiac83
zodiac83
2013. márc. 28. 18:10
#11

"A szén nanocsövekből és grafénból felépülő aerogél egy köbcentimétere mindössze 0,16 milligrammot nyom, vagyis a hatodakkora tömeggel rendelkezik, mint a levegő."

Nos ha 1,29 mg/cm3 értéket vesszük alapul (0 Celsius fok, 101 325 Pa nyomás melletti érték), akkor annak kevesebb mint nyolcada a 0,16 mg/cm3.

Itt vagy el van írva valami vagy ennek bizony lebegnie kell (már hogyha a levegő szabadon ki/be járkálhat az anyagban). Ezt legfeljebb vákuumban teheted rá a mérlegre, ha a súlya alapján akarod meghatározni a tömegét/sűrűségét, tehát a benne foglalt levegőt ne vedd hozzá (mondom, amennyiben az szabadon mozoghat). Vagy az van, hogy rosszul van írva és ténylegesen 1,29+0,16 g/cm3 a sűrűsége, ekkor viszont nem lehet nyolcada a sűrűsége a levegőének (mivel attól alapból nagyobb).

dzsuz87
dzsuz87
2013. márc. 28. 13:59
#10

Ez a dolog SŰRŰBB a levegőnél!

A megadott sűrűség azt adja meg, hogy pontosan mennyivel is sűrűbb nála.

Ez ugye úgy néz ki, hogy áll nagyon kicsi térfogatszázalékban szénből (aminek a sűrűsége mondjuk 1500 mg/cm3), és áll levegőből (1.29 mg/cm3). A szenet annyira ritkára tudják preparálni, hogy a 1.5 gramm szénből, ami eredetileg 1 cm3 térfogatú volt, egy 9375 cm3, azaz több mint 9 literes térfogatú aerogélt kapnak. A közte levő levegőt pedig egyszerűen nem méri a mérleg, mert az a mérés előtt is ott volt ugye.

Remélem, most már jobban értitek a dolgot. :)

dzsuz87
dzsuz87
2013. márc. 28. 12:14
#9

Megpróbálok segíteni a megértésben.

Ha egy konyhai mérleget lenullázol, és utána légüres térbe viszed, ott negatív tömeget fog kiírni. Ennek oka, hogy a felette levő légoszlop nyomása is ránehezedik a mérleg felületére.

A cikkben említett sűrűségre nekem ez a tippem:

Itt amit mértek sűrűség, az úgy adódik, hogy lenulláznak egy precíz mérleget, aztán egy ilyen kockát rátesznek a mérlegre, az erők különbségéből tömeget számolnak, majd a térfogat ismeretében visszaszámolják a sűrűséget. A módszer egészen addig működik, amíg nem kezd el tényleg lebegni az aerogél. :)

Persze a lebegéshez vagy az kell, hogy a kiinduló anyag könnyebb legyen a levegőnél, vagy pedig hogy kis légüres üregek legyenek benne tartósan. Egyikre se látok túl sok esélyt.

Smooth44
Smooth44
2013. márc. 28. 13:47

Így, ha tényleg levegővel van töltve, ha ilyen szivacs szerű anyagról beszélünk, akkor értem, miért nem repül el.

Én azt gondoltam, ez valami tömörebb dolog :)

De valszeg a gél szó zavart meg a megnevezésében... persze akkor nehezen tudna bármit is érdemben magábaszívni :D

VAjZY
VAjZY
2013. márc. 28. 11:21
#8

A levegő egy cm^3-énél könnyebb, nem a ránehezedő levegőoszlopénál, azaz a légnyomás miatt nem száll fel. (Hat rá gravitáció természetesen, de nem amiatt nem száll fel. De ha azt a tárolóedényt csak egy kicsit is lejjebb mozdítaná, biztos kiszállnának belőle. :D 2. kép pedig 5*. :)

LechooEdy
LechooEdy
2013. márc. 28. 11:16
#7

Már látom, hogy az új iPhone is érkezik ebből :D

dzsuz87
dzsuz87
2013. márc. 28. 10:26
#6

coolpet:

A levegőnek is van tömege. Különben hogyan is tartaná itt a Föld? :)

Ha ez megszívja magát olajjal, akkor ugyanúgy lebeg a felszínen, mint az olaj. Mert ugye alig lesz nagyobb a sűrűsége, mint a benne foglalt anyag. A mosószivacs sűrűsége nagyobb a víznél, ezért ha levegő helyett víz van benne, akkor el tud süllyedni.

dzsuz87
dzsuz87
2013. márc. 28. 10:22
#5

Biztos levegő van benne gyárilag, és csak a szilárd részt mérték egy mérlegen. Az én kérdésem az, hogy ha héliumot pumpálnának bele (és nem szökne ki túl gyorsan), akkor már fel tudna repülni? Jelentem: IGEN!

A levegő sűrűsége szobahőmérsékleten 1.29 mg/cm3, a héliumé 0.18 mg/cm3, ennek az anyagnak pedig 0.16 mg/cm3. És az első szám lényegesen nagyobb, mint a második és harmadik összege.

coolpet
coolpet
2013. márc. 28. 10:12
#4

Mar miert repulne el? Aminek tomege van arra hat a gravitacio.

Ha bele akarjak dobni a tengerbe, rakopnek egyet aztan maris lesz tomege :)

Es ha jol megszivta magat olajjal/vizzel? Akkor uszkal a vizfelszinen es majd kihalasszak? Vagy elsullyed a tenger melyen aztan nyugodjon az ipari hulladek rest in peace?

Kiindulva abbol hogy a mosdoszivacs is lebeg amig meg nem szivja magat, utanna elsullyed. Kis helyen nagy tomegu viz gyulik ossze nagyobb lesz a fajlagos sulya, igy elmerul olaj ide vagy oda nem?

Smooth44
Smooth44
2013. márc. 28. 13:41

levegő + aerogél > csak levegő

Hogy lehet valaminek, aminek önmagában tömege van, alacsonyabb a tömege X-szel együtt pusztán X-nél (önmagában)?

Ha vákuumban (vagy közel légüresben) bevonod fóliával, akkor nem felrobbanni fog, mikor kiengeded a szabadba, hanem a fólia fogja összeroppantani, mint a szemét (pontosabban a légnyomás, de a fólia miatt nem fog tudni beáramlani a levegő).

maci
maci
2013. márc. 28. 9:54
#3

Nekem is az jutott eszembe, hogy ha könnyebb a levegőnél, akkor hogy nem repül el? :D

ataaa
ataaa
2013. márc. 28. 9:40
#2

Ráadásul 6-szor könnyebb a levegőnél, így nagyon erősen kell a tengerbe hajítani hogy nehogy elröpködjenek a labdacsok mielőtt olajat érnek. xD :P

coolpet
coolpet
2013. márc. 28. 9:15
#1

Ha jol ertem, akkor ez ha folyadekot kap, akkor magaba szivja, akar a sajat tomegenek a 900x-osat is.

Szoval ojalkatasztrofaknal alkalmazzak, de hogyan?

Kilyukad a tartalyhajo, es a matrozok elkezdik beleszorni a tengerbe a parnacskakat? hogy valogatja ki ez az anyag, hogy mit sziv magaba, tengervizet vagy olajat? Vagy johet mind a 2, vegulis viz van eleg?

:)

Smooth44
Smooth44
2013. márc. 28. 9:35

Nem válogat... de ha közvetlenül az olajfoltra szórod, akkor nagy valószínűséggel inkább azt fogja felszívni, nem a vizet :)

Egyébként ilyen gyorsfagyasztásos módszerrel készítik a reggeli műzlidben található "aszalt" gyümölcsöket is. Az is újra "friss" gyümölccsé válik, ha meglocsolod egy kis tejjel.

Itt most az a nagy kuriózum, hogy ez az eddigi legkönnyebb "szilárd" anyag, és hogy ennyire hatékony a nedvesség felszívásában.

Nekem az a mondat hat kicsit furán, hogy tömege 1/6-a a levegőjének. Ha könnyebb a levegőnél, akkor felfelé kéne haladnia, nem?

Vissza az oldal tetejére