Luchtig, luchtiger, Aerogel. Tot nu, broosheid heeft de praktische toepassing van deze delicate vaste stoffen beperkt, die bijna geheel uit met lucht gevulde poriën bestaan. Dit kan nu veranderen:In het journaal Angewandte Chemie , Japanse onderzoekers hebben nu extreem elastische aerogels geïntroduceerd die gemakkelijk te verwerken zijn en tegen lage kosten kunnen worden geproduceerd. Hun succes is gebaseerd op een dubbel verknoopte organisch-anorganische netwerkstructuur met instelbare netwerkdichtheid.

Aerogels kunnen van verschillende materialen worden gemaakt, die allemaal broos zijn, waardoor processen zoals snijden, boren, of frezen, bijna onmogelijk. In aanvulling, het droogproces dat ze nodig hebben, is meestal een dure aangelegenheid.

In het team onder leiding van Kazuki Nakanishi en Kazuyoshi Kanamori aan de Universiteit van Kyoto (Japan), Guoqing Zu heeft nu een nieuwe klasse van ongewoon elastische aerogels ontwikkeld. Hun materialen zijn gebaseerd op de monomeren vinyldimethylmethoxysilaan en vinylmethyldimethoxysilaan, die aanvankelijk in polymeerketens zijn gekoppeld door een radicaalpolymerisatie met behulp van de dubbele bindingen in hun vinylgroepen. De polymeerketens hebben organosiliciumzijketens (silanen), die - afhankelijk van het monomeer - één of twee methoxygroepen hebben (-OCH ₃ ) op het siliciumatoom. Deze groepen nemen deel aan de volgende stap, een verknopingsreactie op een of twee plaatsen in de silaanzijketen, weer afhankelijk van het monomeer. Deze polycondensatie vormt siloxaanbruggen (-Si-O-Si-). De dichtheid van de resulterende verknoping van de polymeren (polyvinylpolydimethylsiloxaan-polyvinylpolymethylsiloxaancopolymeren) hangt af van de verhouding waarin de twee monomeren werden gemengd. Daaropvolgende goedkope luchtdruk of vriesdrogen vormt dan aerogels met op maat gemaakte porositeit.

Dankzij hun flexibele siloxaan- en koolwaterstofketens, de delicate structuren zijn zeer elastisch. Ze kunnen worden gebogen, gerold, verdraaid, en snijd in de gewenste vormen. De meer dicht verknoopte versies vertonen een hoge thermische isolatie, conventionele materialen zoals polyurethaanschuim overtreft.

Ook van belang is de selectieve absorptie van de aerogels:blootgesteld aan een mengsel van hexaan en water, ze absorberen uitsluitend de hexaan, die vervolgens kan worden verwijderd door het materiaal als een spons uit te knijpen of door te verdampen. Dit proces kan vervolgens worden herhaald totdat het mengsel volledig is gescheiden. Hierdoor kunnen oplosmiddelen of oliën zoals aceton, tolueen, minerale oliën, en kerosine moeten worden gescheiden als ze per ongeluk in het water terechtkomen, bijvoorbeeld.

De onderzoekers hebben ook composieten gemaakt met deze polymeren en elektrisch geleidende grafeen-nanoplaatjes. Onder druk, de grafeenplaatjes komen dichter bij elkaar, omkeerbaar verhogen van de geleidbaarheid. Mogelijke toepassingen voor deze accommodatie zijn onder meer touchpads voor elektronische apparaten en draagbare elektronica.