Исследователи использовали яичные белки для создания аэрогеля, легкого и пористого материала, который можно использовать во многих областях, включая фильтрацию воды, накопление энергии, звуко- и теплоизоляцию.
Новые материалы, в частности аэрогели, за счет их легкости и придания им необычных качеств могут используются в различных инженерных приложениях.
Ученые из исследовательской лаборатории в Принстоне по руководством профессора Крейга Арнольда, давно трудятся над созданием новых материалов, включая аэрогели, для различных инженерных приложений.
На создание нового материала натолкнул обычный хлеб, точнее его пористая структура, которая напоминает структуру аэрогеля. Исследователи начали готовить различные рецепты хлеба, но смешанные с углеродом, чтобы получить необходимую структуру нового аэрогеля.
После перебора множества вариантов, которые не удовлетворяли ученых, они начали по мере тестирования исключать ингридиенты, пока в конечном итоге не остался один яичный белок.
«Мы начали с более сложной системы, — сказал руководитель исследований профессор Арнольд, — и просто продолжали уменьшать, уменьшать, уменьшать, пока не добрались до сути того, что это было. Именно белки в яичных белках привели к нужным нам структурам»
Яичные белки представляют собой сложную систему почти чистого белка, который при сублимационной сушке и нагревании до 900 градусов по Цельсию в среде без кислорода создает структуру из взаимосвязанных нитей углеродных волокон и листов графена. В статье, опубликованной в Materials Today ( «Сверхлегкий гибридный монолитный аэрогель для очистки воды, полученный из яичного белка» ), профессор Арнольдиз Принстонского университета и его соавторы показали, что полученный материал может удалять соль и микропластик из морской воды с эффективностью 98% и 99% соответственно.
Яичные белки работали даже в том случае, если их сначала обжаривали на плите или взбивали. В первоначальных тестах использовались обычные яичные белки, купленные в магазине, хотя позже другие аналогичные коммерчески доступные белки дали те же результаты.
Поскольку другие белки также работают, материал потенциально можно производить в больших количествах относительно дешево и без ущерба для продуктов питания.
Следующим шагом для исследователей является совершенствование процесса изготовления, чтобы его можно было использовать для очистки воды в более широком масштабе.
Если эта проблема может быть решена, то материал будет иметь значительные преимущества, поскольку он недорог в производстве, энергоэффективен в использовании и очень эффективен в работе.
Активированный уголь — один из самых дешевых материалов, используемых для очистки воды проигрывает в эффективности новому материалу в несколько раз.
По сравнению с обратным осмосом, который требует значительных затрат энергии и избытка воды для работы, этот процесс фильтрации требует только силы тяжести и не тратит воду впустую.
Благодаря своим характеристикам новый материал сможет найти потенциальное применение в других областях, связанных с хранением энергии и изоляцией материалов.
