Een nieuwe ultralichte zilveren nanodraad-aerogel kan een stimulans zijn voor de energie- en elektronica-industrie.

Metaalschuimen (of poreuze metalen) vertegenwoordigen een nieuwe klasse materialen met unieke eigenschappen, waaronder lichtgewicht, groot oppervlak, hoge elektrische geleidbaarheid en lage thermische geleidbaarheid. Onderzoekers van het Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) hebben een nieuwe ultralichte zilveren nanodraad-aerogel gemaakt die kan leiden tot vooruitgang in brandstofcellen, energie opslag, medische apparaten en elektronica.

Het is zo licht dat het op een kwetsbare rozenknop zou kunnen liggen zonder dat de bloem verwelkt.

Maar conventionele methoden voor het maken van deze schuimen vereisen veeleisende productieomstandigheden, waaronder hoge temperatuur, hoge druk en/of strikte zuurstofuitsluiting. In sommige gevallen, ze zijn niet schaalbaar voor massaproductie. Nanodraden gebruiken als bouwstenen, de fabricage van zilveren aerogels heeft deze beperkingen niet. In aanvulling, de nieuwe zilveren aerogels hebben instelbare dichtheden, gecontroleerde poriestructuren, verbeterde elektrische geleidbaarheid en mechanische eigenschappen, waardoor het aantrekkelijk is voor praktische toepassingen.

"De hoge porositeit en uitstekende mechanische/elektrische eigenschappen van deze zilveren nanodraad-aerogels kunnen leiden tot verbeterde prestaties van het apparaat en nieuwe mogelijkheden openen in brandstofcellen, energie opslag, medische apparatuur, katalyse en sensoren, " zei Fang Qian, hoofdauteur van het artikel in de meest recente online editie van Nano-letters , die ook als tijdschriftomslag in het decembernummer te zien zal zijn.

De nieuwe methode om deze ultralichte, geleidende zilveren aerogels maken gebruik van assemblages van door LLNL gemaakte zilveren nanodraden, wat kan resulteren in monolieten met een lage dichtheid (4,8 mg/cc) die zich kunnen aanpassen aan verschillende geometrieën. Zilveren nanodraad-bouwstenen werden bereid door polyolsynthese en gezuiverd door selectieve precipitatie. Zilveren aerogels werden geproduceerd door waterige suspensies van nanodraad te bevriezen, gevolgd door thermisch sinteren om de verbindingen van nanodraad te lassen.

"We zijn in staat om deze ultralichte zilveren aerogels te maken omdat de kwaliteit van onze zilveren nanodraden extreem hoog is, " zei Yong Han, hoofdonderzoeker van het project. "De aangepaste grondstofsynthesemogelijkheden die we in het Lab hebben, stellen ons in staat om dergelijke materialen te maken met veeleisende specificaties voor diverse toepassingen."