Новые керамические губки помогут очистить воду

Ученые из Брауновского университета смогли сделать сверхлегкие губчатые материалы из наноразмерных керамических волокон. Пористые, сжимаемые и жаропрочные губки можно использовать для очистки воды и в качестве изоляционного материала. Результаты своего исследования ученые изложили на страницах журнала Science Advances.

Керамика является довольно хрупким материалом, в котором случайная трещина распространяется очень быстро. Однако в наноразмерных материалах все происходит иначе. «В наномасштабе трещины становятся настолько маленькими, что для того, чтобы они распространились дальше, потребуется гораздо больше времени. Кроме того, атомы в наноразмерных волокнах могут распространяться вдоль границ зерен, позволяя материалу менять форму, но не ломаться», — сообщил автор исследования Хуацзянь Гао.

Через крошечное отверстие под давлением подается жидкий раствор, содержащий керамический материал. По мере выдавливания структура затвердевает, превращаясь в наноразмерные волокна. Связанный вместе материал затем нагревается, и остается масса запутанных керамических нановолокон, напоминающая ватный шарик.

В ходе испытаний губки смогли принять первоначальную форму после сильного сжатия, а также остаться упругими при температуре 800°C. Такие эксперименты невозможно повторить ни с одним другим стандартным керамическим материалом.

Губку можно применять для очистки воды. Диоксид титана, известный фотокатализатор, убивает в воде бактерии и другие микроорганизмы. Исследователи показали, что губка из диоксида титана в течение 15 минут может расщепить в воде органический краситель.