Почему аэрогель не схлопывается при сушке
Аэрогель начинается как гель: жидкость пронизывает сеть твёрдых частиц кремнезёма, соединённых в тонкий каркас. Главная опасность возникает, когда жидкость испаряется. На границе жидкости и воздуха появляется поверхностное натяжение — оно действует на стенки пор так, будто стягивает их внутрь. Для хрупкой сети этого может хватить, чтобы она смялась ещё до того, как материал станет сухим.
Как удаляют жидкость, не разрушая каркас
Поэтому жидкость в порах стараются убрать так, чтобы не возникала обычная граница «жидкость — газ». Один из способов — сверхкритическая сушка: жидкость переводят в сверхкритическое состояние, где она уже не разделяется на жидкость и пар, а затем выводят из материала. Сверхкритическое состояние достигается при сочетании температуры и давления выше определённых для вещества значений.
Без привычной границы фаз резко уменьшается стягивающее воздействие на поры. Кремнезёмная сеть сохраняет форму, а на её месте остаются промежутки, заполненные газом. Именно поэтому аэрогель — не просто сухой порошок и не сплошной кусок стекла с пузырьками: это непрерывный, но очень разреженный каркас.
Пустота здесь требует оборудования
Воздух в порах почти не проводит тепло, а тонкие перемычки каркаса не дают ему легко перемещаться. Это помогает аэрогелю служить теплоизоляцией. Но сама сеть остаётся хрупкой, а бережное удаление жидкости требует контролируемого процесса и оборудования. Материал получается лёгким не потому, что его просто оставили высохнуть, а потому, что его поры сумели сохранить во время сушки.
