een nieuwe, superisolerende gel ontwikkeld door onderzoekers van CU Boulder zou de energie-efficiëntie van wolkenkrabbers en andere gebouwen drastisch kunnen verhogen, en zou ooit wetenschappers kunnen helpen bij het bouwen van broeikasachtige habitats voor kolonisten op Mars.

De "aërogel, " die eruitziet als een afgeplatte plastic contactlens, is zo hittebestendig dat je er een reepje van op je hand en een vuurtje op zou kunnen leggen zonder er iets van te voelen. Maar in tegenstelling tot vergelijkbare producten op de markt, het materiaal is meestal doorzichtig.

"Transparantie is een belangrijke functie omdat u deze gel in vensters kunt gebruiken, en je zou het kunnen gebruiken in buitenaardse habitats, " zei Ivan Smalyukh, een professor in het departement Natuurkunde. "Je zou zonlicht door dat thermisch isolerende materiaal kunnen oogsten en de energie erin kunnen opslaan, jezelf beschermen tegen die grote temperatuurschommelingen die je op Mars of op de maan hebt."

De gel van de groep is ook goedkoper om te produceren omdat hij uit een bescheiden begin komt:bierverspilling.

Aerogels zijn ten minste 90 procent gas per gewicht, Smalyukh legde uit, maar hun bepalende kenmerk is lucht. Hun dunne films bestaan ​​uit kriskras patronen van vast materiaal die lucht opsluiten in miljarden minuscule poriën, vergelijkbaar met de bubbels in noppenfolie. Het is dat vangvermogen dat ze zulke goede isolatoren maakt.

"Je creëert een zeer kronkelig netwerk van deze nanodeeltjes die met elkaar verbonden zijn in de aerogel, voorkomen dat de warmte doordringt, ' zei Smalyukh.

De meeste momenteel beschikbare aerogels, echter, zijn ondoorzichtig - een groot probleem als u ze wilt gebruiken om ramen te coaten.

Om een ​​ander type gel te maken, Smalyukh en zijn collega's beginnen met de gewone plantaardige suikercellulose. Door zorgvuldig te controleren hoe cellulosemoleculen zich verbinden, het team kan ze oriënteren in een roosterachtig patroon. Dat patroon is zo uniform, hij zei, dat het licht ongehinderd doorlaat, waardoor de gel zijn transparante uiterlijk krijgt.

Onderzoekers kunnen cellulose maken door gespecialiseerde bacteriën toe te voegen aan een breed scala aan voedselafval. Het team is naar brouwerijen in het Boulder-gebied gereden om vaten bierwort op te halen, of de afvalvloeistof die tijdens het brouwproces ontstaat.

"Dus niet alleen recyclen we en voorkomen we dat dit waardevolle materiaal op de vuilstort terechtkomt, maar we produceren deze grondstof ook goedkoop, " zei Andrew Hess, een doctoraat student natuurkunde aan CU Boulder.

Het eindproduct van de inspanningen van het team is een dunne, flexibele film die ongeveer 100 keer lichter is dan glas.

Dat kan vooral handig zijn voor gebouwen in de Verenigde Staten. Volgens het ministerie van Energie, ongeveer een kwart van de energie die wordt besteed aan het verwarmen en koelen van gebouwen in de Verenigde Staten gaat naar het compenseren van het warmteverlies door ramen, kan gebouwbeheerders mogelijk miljarden dollars per jaar kosten.

"We stellen ons een retrofitproduct voor dat in feite een peel-and-stick film zou zijn die een consument bij Home Depot zou kopen, ' zei Hes.

Smalyukh en zijn collega's hebben partnerschappen met raamfabrikanten onderzocht en eerder deze zomer, hun project werd uitgeroepen tot een van de winnaars van NASA's 2018 iTech-competitie. Deze nationale wedstrijd zoekt naar aardgebonden technologieën die op een dag mensen kunnen helpen naar de ruimte te reizen.

"Onze aanpak tot nu toe was rond ramen, "Zei Hess. "Echter, we zien ook dat onze technologie zoveel andere toepassingen mogelijk maakt, inclusief slimme kleding, voor het isoleren van auto's en het beschermen van brandweerlieden."