ژله‌ای عجیب، ۶ برابر سبک‌تر از هوا!

 تاکنون مواد شگفت انگیز بی‌شماری در سراسر دنیا توسط دانشمندان کشف و ساخته شده است. اما یکی از عجیب‌ترین ماده‌های شاخته شده توسط بشر هواژل است. در این مقاله از مجله دلتا هواژل یا همان آئروژل، سبک‌ترین ماده‌ جامد کشف شده تا به امروز را مورد بررسی قرار می‌دهیم.

هواژل

سال گذشته عنوان سبک‌ترین ماده جهان به هواژل رسید که شش برابر سبک‌تر از هوا است. محققان چینی موفق به تولید یک ماده اسفنجی از کربن یخ خشک موسوم به آئروژل شدند که وزن آن در یک سانتیمتر مکعب تنها ۰.۱۶ میلی گرم است.

هواژل در صنعت هوافضا برای جمع‌آوری غبارهای قسمت دم ستاره‌‌های دنباله‌دار کاربرد دارد و سازمان‌ها برای ساختن چادرهای ضد‌آب و عایق از آن استفاده می‌کنند. همچنین در تولید لباس‌های عایق گرما که به منظور حفاظت افراد از گرما زیاد است استفاده می‌شود.

ناسا از اسم مستعار دود آبی (Blue Smoke) برای این ماده استفاده می‌کند چون این ماده تا حدودی شبیه یک هولوگرام است.

علت جالب بودن آئروژل وجود چند ویژگی متناقض بطور هم‌زمان است. این ژل سخت بیشتر جرمش از هواست، بنابراین مثل اسفنج خیلی سبک است. البته تفاوت‌ زیادی با اسفنج دارد. در عین حال این ماده برای پس زدن گرما و مقاوت در مقابل عبور گرما خیلی خوب است.

این مولکول‌ها می‌توانند ذرات ریزی را که با سرعت زیاد در حرکت هستند را بدون آسیب رساندن به ساختار آن‌ها جذب کنند. این ویژگی در انجام پروژه‌ ناسا موسوم به ماموریت استارداست خیلی بکار آمد.
دانشمندان از هواژل‌های ساخته شده با سیلیس بر روی یک دستگاه جمع‌کننده، که شبیه یک راکت تنیس بزرگ بود در عملیات استارداست استفاده کردند. وظیفه‌ این دستگاه این بود که ذرات ریز دنباله‌ ستاره‌ دنباله دار وایلد ۲ را بدون آسیب زدن به ساختمان ذرات جمع آوری کند. چون این ژل نسبتا شفاف است دانشمندان می‌توانند پس از جمع‌آوری ذرات، آن‌ها را شناسایی کرده و استخراج کنند.

ماده مشابه هواژل

ماده‌ مشابهی که قبل از هواژل وجود داشت، همان ژله‌ خوراکی است. ماده‌ ژلاتینی که در مخلوط ژله وجود دارد در صورت مخلوط شدن پودر ژله و آب گرم منجر به ایجاد یک محلول مایع نرم می‌شود. این محلول سپس سرد شده و پس از سرد شدن تبدیل به ماده‌ کشسان با شبکه‌ مولکولی نامنظم می‌شود، که این ماده‌ شیمیایی جدید مانند الیاف یک کلاف زبر در هم می‌پیچد. اگر مجددا ژله را گرم کنید دوباره به پودر اولیه تبدیل خواهد شد.

البته آئروژل از ژلاتین ساخته نمی‌شود بلکه بسته به نوع استفاده‌ مورد نظر می‌تواند از مواد معدنی گوناگونی نظیر سیلیس ساخته شود. سیلیس فراوان‌ترین ماده‌ موجود در پوسته‌ کره‌ زمین است. بر خلاف درست کردن ژله، هواژل در یک چرخه‌ سرمایش و گرمایش تحت فشار ساخته می‌شود که این کار باعث می‌شود بعد از خشک شدن هم ماده، شکل اولیه‌ خود را حفظ کند.
بخش عمده‌ هواژل از هوا است که این کار باعث می‌شود به رغم جامد بودن فوق‌العاده سبک باشد. این ماده را می‌توان به یونولیت یا ماده‌ سبزرنگ مورداستفاده در گلسازی که گل‌های مصنوعی درونش کاشته می‌شوند، تشبیه کرد. برای ساخت هواژل دستورالعمل‌های جالبی وجود دارد و می‌توان هواژل‌های گوناگونی ساخت.

پیشنهاد مطالعه: مطلب نکته‌ عجیبی که همه باید درباره چای کیسه‌ای بدانند را در مجله دلتا بخوانید.