Предлагаем вам статью о новой технологии производства пеноматериалов. Легкие и при этом прочные пористые материалы востребованы в строительстве. Самый знакомый нам пример такого материала - пенопласт. Однако, ученые работают над тем, чтобы получить пеноматериалы, которые были бы гораздо более прочными и имели бы характеристики, позволяющие использовать их широко как в строительстве, так и других технических областях.

На фотографии вы видите, как Йи Жань, выпускник факультета Химических и Биомолекулярных Технологий при Технологическом Университете штата Джорджия, работающий под руководством профессоров Свена Беренса и Карсон Мередит, держит в руках устойчивое пенистое вещество, изготовленное из капиллярной пены. (Фото: Гэри Мик)

Любой, кто когда-либо надувал пузырь и видел, как быстро он лопается, понимает, насколько это сложно – создать устойчивый пеноматериал.

Пена, если говорить очень просто, являет собой средоточие сжатых пузырей. Различные виды жидкой пены (жидкое агрегатное состояние происходит от мелких пузырьков с газом, расположенных в жидкости) встречаются в жизни повсеместно – от воды в ванной до пива. Жидкая пена также является важной составляющей коммерческих продуктов и процессов, включая фармацевтическую композицию, производство масел, обработку еды, моющие средства, косметику, а также продукты по уходу за кожей и волосами. Легкие пеноматериалы занимают основную позицию в обеспечении долговечности и энергетической эффективности, если мы говорим о строительстве зданий, сборке автомобилей и самолетов. Однако, в изготовлении легких пеноматериалов всегда присутствует одна проблема – сделать вещество цельным.

Команда ученых их Технологического Института штата Джорджия разработали новый тип пены – капиллярную пену – которая решает многие проблемы традиционных пеноматериалов. Новые разработки впервые показывают нам, что совмещение маленьких гранул и небольшого количества жира в пене, основанной на воде, позволяет достичь исключительной прочности материала, потому как только гранулы или только жир не могли удержать пену.

"Сделать прочной пену в принципе достаточно сложно, а нам нужны устойчивые пеноматериалы, которые бы годами оставались такими," – говорит Свен Беренс, участник исследования и профессор факультета Химических и Биомолекулярных Технологий в Технологическом Университете штата Джорджия. - "Мы разработали способ изготовления пеноматериалов, который является гораздо более легким и имеет гораздо более широкий спектр применения, чем традиционные методы." (Спонсорами исследования явился Национальный Научный Фонд США)

Результаты исследования были опубликованы 3 октября 2014 года в журнале "Angewandte Chemie". Новые типы капиллярной пены были разработаны студентом-выпускником Йи Жанем при содействии профессоров факультета Химических и Биомолекулярных Технологий Свена Беренса и Карсон Мередит.

Основные составляющие пены – воздух и вода. ПАВ (Поверхностно Активные Вещества), схожие по структуре с детергентами (моющими веществами), традиционно добавляются в основу для того, чтобы упрочить пеноматериалы. Еще один традиционный способ упрочнения пены – добавление микрочастиц, например, тальков. Оба подхода требуют, чтобы добавки имели определенные характеристики, что не всегда является выполнимым с помощью имеющихся материалов.

Новое исследование показывает, каким образом добавление небольшого количества жира позволяет использовать микрочастицы с более общими свойствами.

"На первый взгляд может показаться, что добавка жира к смеси только усложняет систему, но это всего лишь мизерное количество жира. Можно добавить даже простое растительное масло,” – говорит профессор Мередит.

Капиллярные материалы существенно расширяют спектр микрочастиц, которые можно использовать для упрочения пеноматериалов, изготовленных на основе воды и воздуха. Пузырьки воздуха фиксируются за счет взаимодействия микрочастиц и небольшого количества жира. Это взаимодействие микрочастиц и жиров просто парадоксально, т.к. обычно жиры снижают прочность пены и используются в качестве пеногасителей (!). Подобно воде, которая удерживает гранулы песка в песочном замке устойчивыми, микрочастицы в капиллярной пене формируют стабилизирующую сеть, элементы которой соединены жировыми связками.

"Это – совершенно новое явление, о котором люди никогда не говорили, так что нам нужно больше знать о том, как оно работает,” – говорит профессор Мередит. Легкие сухие пеноматериалы, изготовленные таким образом, можно использовать в различных отраслях промышленности, от строительства до производства автомобилей и самолетов. "Мы смотрим на несколько областей, где эти пеноматериалы могут быть задействованы” – сказал Беренс.

Это исследование поддерживают: научный отдел Восстанавливаемых Биопродуктов Технологического Университета штата Джорджии, Национальный Научный Фонд США (решения № CBET-1134398 и № CBET-1160138), а также Офис Научных Разработок ВВС США по решению № FA9550-10-1-0555. Любые выводы и мнения, отображенные в этой статье, принадлежат автору, и необязательно отражают официальную точку зрения спонсоров проекта.


(Источники: Вышеописанный репортаж основан на материалах, предоставленных Технологическим Институтом штата Джорджия. Оригинальная статья была написана Брэтом Израэлем. Здесь предствален перевод данной статьи.)

Остается надеятся, что эта технология, благодаря своей простоте, в скором времени будет использована производителями строительных материалов и мир строительства станет богаче выбором современных прочных пеноматериалов.

Принимаем звонки

с 9-00 до 18-00,

с Понедельника по Пятницу

(Выходные: Суббота, Воскресенье)

Если вы зашли к нам в нерабочее время или торопитесь, просто оставьте заявку, заполнив форму ниже.
Наш инженер позвонит вам  в удобное время и бесплатно проконсультирует!

Заявка на звонок



Спросите у специалиста!

Читайте ответы на часто задаваемые вопросы на странице "Вопросы и ответы".

Или задайте свой вопрос через Форму обратной связи в разделе "Контакты".