Пористый пара-арамид оказался хорошей теплозащитой
Американские инженеры разработали пара-арамидное волокно с высокой пористостью и аморфностью. При комбинировании слоев с другим пара-арамидом новый материал показывает немного ухудшенные механические свойства, но оказывается в двадцать раз лучше по теплоизоляционным свойствам. В будущем его планируют применять для защиты от теплового и механического воздействия. Статья опубликована в журнале Matter.
Чтобы защитить людей от экстремальных внешних условий и механического воздействия, ученые разрабатывают арамидные ткани. На сегодняшний день существует два принципиальных семейства таких полимеров: пара-арамиды и метаарамиды. Среди пара-арамидов широко известен кевлар — очень прочный материал, используемый в бронежилетах, однако у него есть проблемы с теплоизоляцией. С другой стороны, метаарамиды обеспечивают высокую теплоизоляцию (например, волокно «Номекс» используется в костюмах пожарных), но значительно проигрывают по механическим свойствам.
Чтобы совместить все свойства, специалисты создают многослойные ткани, что соответственно увеличивает вес одежды. Есть и другой подход — ученые ищут способ получения материала с промежуточными свойствами, но пока их практически нет (из редких примеров можно привести пара-арамид «Тварон») и до сих пор теплоизоляция и прочность считаются практически несовместимыми характеристиками таких материалов. Пара-арамидные аэрогели — один из подходов к совмещению таких характеристик — используют пористую сеть тонких ниточек для обеспечения теплоизоляции, в то время как жесткий каркас крупных нитей придает жесткость и прочность, которые, однако, в тысячу раз хуже кевларовых.
Гарвардские инженеры под руководством Кевина Паркера (Kevin Kit Parker) совместно с учеными из военной академии США получили новый материал из пара-арамидного волокна с высокими теплоизоляционными и механическими свойствами. Полученный материал спас желатиновую модель астронавта от плавления под лучами мощного фонаря, при этом баллистическая прочность волокна уменьшилась всего в два раза относительно «Тварона».