Новый материал для аэрокосмической отрасли от российских разработчиков

16 ноября 2016

Важной задачей аэрокосмической промышленности является повышение эффективности использующихся конструкционных материалов. Отечественным ученым удалось найти достойное решение этой задачи – аэрогели, обладающие чрезвычайно малым весом и другими полезными свойствами. Один из таких материалов синтезирован на основе диоксида кремния. Модификация его структуры осуществляется введением молекул L-молочной кислоты. Новое вещество, по сути, является хиральным лактат-модифицированным аэрогелем. Подробные результаты работы опубликованы в издании Microporous and Mesoporous Materials.

Исследования, в ходе которых был получен новый ультралегкий материал, были направлены на создание и изучение свойств аэрогелей различного состава. Общие физические особенности этой категории веществ следующие:

  • плотность – не превышает 3 мг/куб. см,
  • пористость структуры – превышает 95%,
  • удельная площадь поверхности ¬ превышает 1000 кв. м/г,
  • коэффициент теплопроводности относительно низкий.

Полученная российскими разработчиками лактат-модифицированная аэрогелевая структура на основе диоксида кремния выглядит как монолитное вещество с желтоватым оттенком, обладающее оптической полупрозрачностью. Принцип его синтеза заключается во внедрении в диоксид кремния молекул L-молочной кислоты, производные которой характеризуются хиральностью (оптической активностью).

В химическом составе молочной кислоты (ее формула следующая: CH3–CH(OH)–COOH) присутствует асимметрично расположенный атом углерода. Такая особенность позволяет молекулам этой кислоты существовать в двух оптически изомерных формах: право- и левовращающейся. Первый из них (L-изомер) содержится в мышечных тканях животных, что объясняет его альтернативное название – мясомолочная кислота. Ее открывателем считается Юстус фон Либих, обнаруживший L-молочную кислоту в мясном экстракте.

Один из соавторов публикации о результатах исследований отметил, что наиболее перспективные направления применения аэрогелевых материалов с хиральными свойствами следующие:

  • создание инновационных каталитических компонентов,
  • создание новых методик введения лекарственных препаратов в организм человека.

При этом дальнейшие исследования позволят существенно расширить сферы использования аэрогелевых материалов.