IJZERSTERK MATERIAAL GEMAAKT DAT VOORAL UIT LUCHT BESTAAT

Scheikundigen van de universiteit van Oklahoma hebben een materiaal ontwikkeld dat voor meer dan 95% uit lucht bestaat, maar er is een hamer nodig om het kapot te krijgen. Het is voor het eerst dat een aërogel zulke mechanische eigenschappen heeft (Advanced Materials, 3 mei).

Aërogels ontstaan door de vloeistof in een gel (gelatinepudding is een gel) te vervangen door lucht, zodat een ijl netwerk overblijft. Hoewel de eerste aërogels uit natuurlijke producten werden gemaakt, bestaan ze tegenwoordig meestal uit een of ander keramisch materiaal. Ze zijn erg licht en hebben extreem goede isolerende eigenschappen voor warmte en geluid, waardoor ze onder andere toegepast worden in dubbel glas. Een probleem is echter dat ze erg moeilijk te verwerken zijn, en meestal bij lichte aanraking al verkruimelen.

Bing Fung en zijn collega's hebben dat probleem nu opgelost. Ze maakten aërogels uit cellulose, het hoofdbestanddeel van hout en het meest voorkomende natuurlijke polymeer. De onderzoekers gingen te rade bij een ander product dat uit cellulose wordt bereid: papier. Een bekende manier om de sterkte daarvan te verbeteren is er voor te zorgen dat de afzonderlijke celluloseketens verbindingen met elkaar aangaan en een moleculair netwerk vormen. Ook natuurlijke rubber wordt op die manier gehard (gevulcaniseerd), met behulp van zwavel.

Uit mechanische tests bleek dat de schokweerstand van de cellulose-aërogel meer dan duizend keer hoger is dan die van conventionele keramische aërogels. Dat is voor een groot deel toe te schrijven aan de natuurlijke eigenschappen van het cellulose. Verdere tests zullen nu uit moeten wijzen of ook andere mechanische eigenschappen beter zijn. De Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA heeft al belangstelling getoond voor dit ultralichte en sterke materiaal.