Premium

Získejte všechny články mimořádně
jen za 49 Kč/3 měsíce

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 svou lehkost

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.

  • Nejčtenější

KVÍZ: Zapomenuté funkce domácí techniky, po kterých se už nikomu nestýská

v diskusi je 19 příspěvků

13. května 2024

Byly běžnou součástí životů vás, vašich rodičů nebo prarodičů. Většinu z nich dnes však nikdo...

Sověti neuměli zkonstruovat těžký tank. Pomohl jim až německý inženýr

v diskusi je 44 příspěvků

19. května 2024

Když je řeč o sovětských těžkých tancích, výčet zpravidla začíná pětivěžovým typem T-35. Jenže...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

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

Pět věcí, které byste s Windows měli dělat, ale možná neděláte, a naopak

v diskusi je 10 příspěvků

15. května 2024

Možná prakticky ihned po instalaci, při prvním spuštění nového PC nebo později deaktivujete některé...

Umělá inteligence od OpenAI má nový pohon. A rovnou ho dává zadarmo

v diskusi je 9 příspěvků

13. května 2024  20:34

Společnost OpenAI vůbec poprvé pořádala živé představení svých pokroků. Hlavní novinkou se stala...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

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

Panasonic překvapil, jeden opuštěný operační systém nahradily dva nové

v diskusi je 14 příspěvků

17. května 2024

Düsseldorf (Od zpravodaje Technet.cz) Když odhlédneme od kvality zobrazovacího panelu a obvodů zpracovávajících obraz, je operační systém...

Věci, které by ve Windows 11 měli ihned opravit

v diskusi je 1 příspěvek

20. května 2024

Windows 11 z uživatelského pohledu nastavuje zrcadlo budoucnosti. Nacházejí se v něm věci uživateli...

Beneš se Mussoliniho neštítil. Před 100 lety s ním vyjednal mezistátní smlouvu

v diskusi je 32 příspěvků

19. května 2024  10:30

V polovině května 1924 jednal československý ministr zahraničí Edvard Beneš v Římě s italským...

Sověti neuměli zkonstruovat těžký tank. Pomohl jim až německý inženýr

v diskusi je 44 příspěvků

19. května 2024

Když je řeč o sovětských těžkých tancích, výčet zpravidla začíná pětivěžovým typem T-35. Jenže...

Jak Muskova firma vyřešila problém prvního čipu v mozku člověka

v diskusi je 5 příspěvků

18. května 2024

Neuralink je jedna z firem Elona Muska, o které se mnoho mluví. V lednu totiž zavedli její...

Prodej domu ve Slavičíně ke komerčním účelům
Prodej domu ve Slavičíně ke komerčním účelům

Nádražní, Slavičín - Hrádek na Vlárské dráze, okres Zlín
4 290 000 Kč

Bohužel nám to nevyšlo, oznámili manželé Pagáčovi rozchod po šesti letech

Herečka Patricie Pagáčová (35) a dramaturg Tibor Pagáč (32) se rozešli po pěti letech manželství. Žádost o rozvod zatím...

Zemřel Vlastimil Harapes. Baletní mistr Národního divadla i českých filmů

Ve věku 77 let zemřel tanečník a herec Vlastimil Harapes. Dlouhá léta byl sólistou baletu Národního divadla. Zahrál si...

Anální sex je výzva. Nejvíc tabu je však v Česku jiná praktika, říká průzkum

Erotické hračky nepředstavují podezřelou exotiku, v ložnicích jsou jako doma. Ostatně jako masturbace. I orální sex....

Svěrák se na mě nedíval jen jako na hezkou buchtu, říká Radka Pavlovčinová

Jan Svěrák ji vidí jako robotku. Radka Pavlovčinová v nové hře filmového a teď už i divadelního režiséra hraje umělou...

Plné divadlo i bazilika. Nad rakví Postlerové mluvila dcera, Töpfer i Šťastný

S herečkou Simonou Postlerovou se v prostorách Divadla na Vinohradech rozloučili kolegové i veřejnost. Nad rakví...