Čtvrtek 16. září 2021, svátek má Ludmila
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Čtvrtek 16. září 2021 Ludmila

Němečtí vědci vytvořili nejlehčí materiál. Sto kubíků zvednete hravě

Uhlíkatý materiál představený německými vědci má hmotnost jen pár set gramů na metr krychlový. Přesto se vám v ruce nerozpadne.

Na mikroskopickém snímku je vidět, že aerografit je v podstatě uhlíkové chmýří. Vpravo dole je vyznačené měřítko (v mikrometrech, tj. miliontinách metru). | foto: Schulte et al.

Nevíme, jak lehké to mají vědci z týmu Karla Schulteho v životě, ale ve vědě si to rozhodli trochu ulehčit. Odborníci z Hamburské univerzity představili nejlehčí materiál na světě ve své nové práci v časopise Advanced Materials . Nazývají ho "aerografit" (složenina ze slov vzduch a uhlík).

V podstatě jde o síť tenkých uhlíkových vláken. Metr krychlový této "pavučiny" činí méně než 200 gramů. To znamená, že téměř každý z nás by dokázal zvednout krychli s hranou o délce pět metrů (ta by vážila cca 25 kg). Hlavně díky tomu, že aerografit je z větší části to, co jeho název napovídá: vzduch. Jednotlivá uhlíková vlákna mají mezi sebou spoustu volného prostoru.

Přesto nemusí jít o materiál, který skončí jenom v Guinnessově knize rekordů a jinak nenajde použití (byť to samozřejmě není vůbec vyloučené). Aerografit je totiž poměrně robustní a v ruce se vám rozhodně nerozpadne jako chmýří, i když je mnohokrát lehčí. Je poměrně pevný i pružný: zvládne kompresi do mnohonásobně menšího objemu a vlákna se znovu narovnají (nu, vždyť je to z větší části vzduch). Přesné údaje, včetně například výsledků testů pružnosti v tahu, najdete v práci německých vědců.

Nepochybně jde ovšem o rekord: pokud byste hledali předchozí držitele titulu nejlehčího materiálu, narazili byste na látky zhruba pětkrát hmotnější. Zhruba 900 gramů na metr krychlový má hmotnost mřížka ze sloučeniny fostoru a niklu, kterou v loňském roce představili odborníci z laboratoří HRL v USA.

Ještě předtím byl za nejlehčí materiál považovaný aerogel z oxidu křemičitého, který používala sonda Stardust ke sběru vzorků částic meziplanetárního prachu. Jeho hustota se pohybovala přes kilogram na metr krychlový objemu. Gel byl tak jemný (říká se mu kvůli vzhledu také "zmrzlý dým,"), že částice prachu, které do něj v rychlosti několika kilometrů za sekundu narazily, přežily srážku v nezměněném stavu. Při dopadu na pevnější materiál by se zahřály a vypařily.

Hlavní použití ale dnes skýtají aerogely (není jenom jeden) jako tepelná izolace, protože v téhle roli jsou velmi účinné. Největší potíž je kromě ceny v tom, že se materiál znehodnocuje v přímém styku s vodou. Aerogel je totiž v podstatě gel zbavený vody tak pomalu, že si zachová svou strukturu. Ve styku s vodou se vrací ke své gelové podstatě. Problém lze do jisté míry obejít, ale není to úplně jednoduché.

Donedávna nejlehčí známý materiál, kovová "mřížka" z HRL Laboratories, předvádí

Donedávna nejlehčí známý materiál, kovová "mřížka" z HRL Laboratories, předvádí svou lehkost

Aerogel z oxidu křemičitého

Aerogel z oxidu křemičitého

Co s tím?

Materiál sám není tak převratný, jak by se mohlo laikům zdát: "Takhle pěkné sítě z nanotrubiček (tak se říká mikroskopickým "válečkům", které tvoří někdy jen atom silnou vrstvou uhlíku, pozn. red.) se často nevidí, ale na druhou stranu to není úplná novinka", říká Otakar Frank z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského.

S růstem uhlíkových nanotrubiček do "třetího rozměru" se podle Otakara Franka experimentuje už delší dobu. Pokusy se více či méně liší použitým postupem, v některých případech byly dokonce do značné míry podobné technologii německého týmu.

Ten vytvořil pavučinu z uhlíku na "lešení" z oxidu zinku, který nechali rozložit a doslova odfouknout. Tento postup také znamená, že aerografit lze vytvořit více či méně "řídký", a tedy i hmotný. Ale hranici kolem 0,2 kg/m³ můžeme zřejmě považovat za tu spodní.

Proč se tím zabývá tolik týmů? Za prvé proto, že uhlík je dnes v kurzu, především díky "zázračnému" materiálu grafenu. To je tenká vrstva uhlíku, znovu nejlépe o síle jediného atomu, který díky svým vlastnostem učaroval v posledních letech fyzikům (v roce 2010 za jeho objev byla udělena Nobelova cena). 

Grafen ve velkém v praxi nejspíše uvidíme v dotykových displejích, ale jeho použití bude zřejmě mnohem širší. Zajímavé bude například sledovat, zda skutečně nahradí v elektronice křemík a umožní tak další výkonnostní skok, jak se dnes domnívá řada odborníků. Nejrůznější typy "3D uhlíku" více či méně podobné aerografitu by mohly dále rozšířit slibné možnosti prvku. Mohla by tak vzniknout úplně nová skupina lehkých, případně vodivých a přitom velmi odolných a pevných materiálů. 

Využití by mohla být mnohá, jedno z nich je například pro čištění odpadů nebo výrobu lehčích a trvanlivějších baterií. I když konkrétně v případě "aerografitu" tohle není zrovna jisté, říká Otakar Frank, protože je příliš porézní. Na druhou stranu je možné ho stlačit nebo vyrobit hustší, a tak jeho vlastnosti regulovat. Pohádkově lehký uhlík tak rozhodně nemusí zůstat jenom rekordmanem uzavřeným v laboratoři.

Dny NATO v Ostravě a Dny Vzdušných sil AČR se budou konat 18. a 19. září. Z důvodu hygienických opatření bude počet návštěvníků omezen na 40 tisíc pro každý den. Ke vstupu je nutné si zakoupit vstupenku vázanou na jméno.

Poprvé se v Ostravě představí nová americká stíhačka F-35A Lightning II, dále se návštěvníci mohou těšit na transportní letouny A400M Atlas, druhoválečný stroj Douglas C-47 Dakota nebo bezpilotní letoun MQ-9 Reaper.

  • Nejčtenější

Jaderný „drobek“ měl ničit strategické cíle v USA, později letadlové lodě

Velikost řízených střel byla daná požadavky na dolet, tedy množství paliva v nádržích, velikostí bojové hlavice a...

Nový nadzvukový letoun nejspíš Česku dodají Švédové nebo Američané

Z utajovaného procesu výběru nového nadzvukového letounu pro české letectvo unikly první zásadní informace naznačující,...

Tady se mělo umírat a ne bydlet. Vojenský bunkr místo chaty přesto láká

Ministerstvo obrany již řadu let nabízí zájemcům k prodeji takzvané řopíky neboli bunkry lehkého opevnění, které měly...

Sedm signálů, že se vám do počítače naboural hacker

Máte nepříjemný pocit, že ve vašem počítači či v zařízení, které je připojené k internetu, není něco v pořádku?...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Čtyři rady, jak pečovat o baterii notebooku, aby vydržela co nejdéle

Uživatelé notebooků se obvykle o baterii příliš nestarají. Pravdou je, že všechny baterie se časem opotřebovávají, ale...

Nesmysly o inflaci v Česku. Znovu bude nízká, uvidíte, tvrdí ekonom Michl

Premium ČSÚ zveřejnil, že inflace je nejvyšší od roku 2008, 4,1 %. Hned v pátek jsem k tomu vydal v MF DNES článek „Nebojte se...

Chci přidat 20 tisíc. Generaci Z kuráž nechybí, s trpělivostí už je to horší

Premium Sedmatřicetiletý Libor vede pobočku banky v krajském městě. Za poslední měsíce přijal několik mladých lidí, dvacátníků...

Hladovění je to nejlepší, co pro sebe lidé mohou udělat, říká neurolog

Jde o největší problém současné medicíny, a to bez ohledu na covid-19 - Alzheimerova nemoc, nejčastější typ demence....

  • Další z rubriky

OBRAZEM: Obří Do X při slavné cestě málem shořel. A ustál i další nehodu

Dopravní letoun Dornier Do X překvapil v roce 1929 svými rozměry a hmotností. Obrovský létající člun se stal legendou,...

KVÍZ: Znáte létající obry a persony s nimi spojené?

Majestátnost na obloze plujících obrů vždy přitahovala pohledy fascinovaných „pozemšťanů“. A kdyby to šlo, tak v dobách...

Stávka letových dispečerů před 40 lety navždy proměnila americké nebe

V pondělí 3. srpna 1981 vstoupilo ve Spojených státech na 14 000 řídících letového provozu do stávky za řešení svých...

Mrazivé noci a piloti na kyslíku. Závod balonů je jako moderní verneovka

Legendární závod vodíkových balonů Pohár Gordona Bennetta opět dokazuje, že právem nese označení nejnáročnější letecký...

Poslední sbohem Belmondovi. Na obřad dorazil Alain Delon i Pierre Richard

Po čtvrtečním pietním ceremoniálu v pařížské Invalidovně se Francie definitivně rozloučila s Jeanem-Paulem Belmondem....

Začalo to jako chřipka, pak vzal Tereze meningokok nohy a zničil ledviny

Před čtyřmi lety si Tereza myslela, že nastydla na kole. Jenže druhý den už ležela na JIP a kvůli meningokokové infekci...

Žena nemá žádné kamarádky, aby nesváděla svou postavou jejich partnery

Sedmadvacetiletá Moriah Millsová z Georgie se živí jako modelka a na své křivky je velmi hrdá. Nepodstoupila údajně...

Když dva jsou málo. 5 pravd o sexu ve třech, které vám zatím nikdo neřekl

Premium Sex ve třech. Někdy o něm snil kdekdo z nás. Pojďme ovšem pohlédnout pravdě do očí. Pokud do své ložnice přizvete další...

Klamala ministry, investory i sebe sama. Srdcová královna byznysu čelí soudu

Ve Spojených státech začal soud s Elizabeth Holmesovou. Vkládali do ní naději bývalí američtí ministři i ostřílení...