Onderzoekers van de University of California in de VS ontwikkelden een nieuw, superlicht isolatiemateriaal dat meer hitte en snellere temperatuurschommelingen aankan dan enig ander materiaal.
Het is een zogeheten aerogel, die bestaat uit luchtzakjes gescheiden door atoomdunne wanden.
Aerogel is geen nieuwe uitvinding, maar het isolerend vermogen is bij dit nieuwe type veel groter. Elke wand tussen de luchtzakjes bestaat uit twee keramische lagen, die op dezelfde manier werken als de twee lagen in dubbel glas. Daardoor gaat er minder warmte van zakje naar zakje.
De nieuwe aerogel is gebaseerd op ervaringen met grafeen. Dit is een materiaal met tweedimensionale structuren van koolstofatomen – koolstofplaatjes van maar één atoom dik. De plaatjes kunnen worden gecombineerd tot een 3D-structuur, maar het materiaal kan niet tegen hitte.
De onderzoekers gebruikten de driedimensionale structuur van grafeen om een skelet te bouwen, dat ze vervolgens overbrachten op het keramische materiaal. Het skelet werd weggebrand, en wat overbleef was de keramische aerogel.
Toepasbaar in de ruimtevaart
De onderzoekers testten het materiaal met succes in 500 cycli, waarbij de temperatuur uiteenliep van -198 tot 900 °C. De aerogel is ook bestand tegen langdurige hitte, zo bleek toen hij een week lang werd blootgesteld aan 1400 °C.
Zelfs een dunne laag van de aerogel beschermt een bloem tegen de hitte van een vlam. Rechts is de warmteverdeling in het materiaal te zien.
Het isolatiemateriaal kan vooral belang krijgen in de ruimtevaart, om ruimtesondes en satellieten te beschermen tegen de verandering in temperatuur die ontstaat als een deel van een ruimteschip vanuit de schaduw in het zonlicht draait.