Polymere aerogels zijn nanoporeuze structuren die enkele van de meest wenselijke eigenschappen van materialen combineren, zoals flexibiliteit en mechanische sterkte. Het is bijna onmogelijk om iets te verbeteren aan een stof die wordt beschouwd als de laatste grens in lichtgewicht materialen. Maar chemici van de Missouri University of Science and Technology hebben precies dat gedaan door aerogels te maken die een rubberachtige elasticiteit hebben en hun oorspronkelijke vormen kunnen 'herinneren'.

Aerogels worden gemaakt door vloeistoffen te vervangen door gassen in een silica, metaaloxide- of polymeergel. Ze worden gebruikt in een breed scala aan producten, van isolatie van offshore oliepijpleidingen tot NASA-ruimtemissies.

"De specifieke soort polyurethaan-aerogels die we hebben gemaakt, zijn superelastisch, wat betekent dat ze in elke richting kunnen worden gebogen of plat kunnen worden geslagen en toch in hun oorspronkelijke vorm kunnen terugkeren, " zegt Dr. Nicholas Leventis, hoofdonderzoeker van het project en curatoren' Distinguished Professor of chemie aan Missouri S&T. "Onze superelastische aerogels verschillen van rubber doordat ze op commando kunnen terugkeren naar een specifieke vorm. ze vertonen ook een sterk vormgeheugeneffect, wat betekent dat ze kunnen worden vervormd en gekoeld en de vervormde vorm voor altijd behouden.

"Echter, wanneer de temperatuur weer op kamertemperatuur komt, ze herstellen hun oorspronkelijke onvervormde vorm, "Leventis legt uit. "Het vormgeheugeneffect is niet nieuw. Metaallegeringen en polymeren met vormgeheugen zijn al vele jaren bekend, echter, aerogels met vormgeheugen zijn de laatste grens in lichtgewicht."

Leventis en zijn groep hebben deze unieke eigenschap aangetoond door een "bionische hand" te vormen die in staat is gecoördineerde spierfuncties na te bootsen. De aerogelhand kan een potlood vastgrijpen en, wanneer gestimuleerd, kan een potlood vastgrijpen door zijn uitgerekte open palmvorm.

"Wij geloven dat dit werk een van de 'heilige gralen' op het gebied van aerogels heeft opgeleverd, " zegt Leventis. "Ik zie in de toekomst veel biomimetische toepassingen voor deze aerogels. Hun flexibiliteit, gecombineerd met elasticiteit, het scala aan mogelijke toepassingen aanzienlijk vergroten."