Vật liệu rắn nhẹ nhất thế giới được tạo ra từ một vụ cá cược, càng bất ngờ hơn với thành phần cấu tạo

Thật khó có thể tưởng tượng được rằng, Erogel lần đầu tiên được Samuel Stephens Kistler tạo ra vào năm 1931, đây lại là kết quả của một vụ đặt cược với Charles Learned về việc một trong số họ có thể thay thế chất lỏng trong “thạch” bằng khí mà không gây ra biến dạng. Kể từ vụ cá cược đó, vật liệu rắn nhẹ nhất thế giới đã được ra đời.

Trước đó có rất nhiều nhà khoa học đã đưa hàng loạt công thức chế tạo Aerogel nhưng đều thất bại. Trong khi dường như tất cả mọi người điều cho rằng không có sự tồn tại của một loại gel không lỏng nào cả, bởi vì tính lỏng vốn là đặc tính vốn có của gel từ trước đến giờ.

Đi ngược với đám đông, bằng sự nỗ lực cùng ý chí quyết tâm của mình, Kistler sau nhiều thử nghiệm thất bại và trải qua không biết bao nhiêu khó khăn thì đến năm 1931 ông đã tìm ra được một loại gel ở trạng thái khí, một loại gel mà chưa từng ai biết đến sự tồn tại của nó, đặt tên là Aerogel.

Và chứng minh một điều rằng ông đã đúng và tất nhiên ông đã thắng trong vụ đặt cược với Charles Learned, cũng chiến thắng được niềm tin của mọi người đối với mình. Aerogel được sản xuất bằng cách tách thành phần chất lỏng ra khỏi gel thông qua quá trình sấy khô. Phương pháp này cho phép chất lỏng được làm khô từ từ mà không làm sụp lưới chất rắn trong gel do hiện tượng mao dẫn.

Là một loại vật liệu siêu nhẹ xốp tổng hợp được tạo ra bằng cách thay thế thành phần lỏng của gel bằng khí với cấu trúc gel gần như nguyên vẹn. Do vẻ ngoài thanh tao của nó, vật liệu này còn được gọi là 'khói đông lạnh' hoặc 'đám mây rắn'.

Với cấu trúc 'khí lẫn rắn', Aerogel là loại vật liệu nhẹ nhất thế giới mà con người từng biết đến. Nó nhẹ đến mức, có thể đặt được trên một bông hoa nhỏ nhưng vẫn không hề thấy có sự chuyển động của bông hoa. Với thể tích 1 inch khối (khoảng 16.3 ml) có thể dát mỏng và phủ lên toàn bộ một sân bóng đá. Cùng với đặc tính này, có một số điều thú vị về Aerogel (loại silica): Giữ 15 mục trong sách kỷ lục Guinness cho các thuộc tính vật chất, điển hình là nhẹ nhất, rắn nhất, cách điện tốt nhất và mật độ vật chất thấp nhất.

Aerogel tạo ra chất cách điện và cách nhiệt tuyệt vời vì chúng gần như vô hiệu hóa 2 trong 3 phương pháp truyền nhiệt - dẫn và đối lưu (cấu trúc vi mô của chúng ngăn cản sự chuyển động của khí lỏng). Aerogel thậm chí có thể có độ dẫn nhiệt nhỏ hơn độ dẫn nhiệt của chất khí mà chúng chứa - một hiện tượng được gọi là hiệu ứng Knudsen.

Aerogel trên thực tế được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực, cho phép người dùng làm được những điều mà trước đó không thể. Tuy nhiên để sản xuất ra Aerogel thì phải cần một khoản chi phí rất lớn, do sự khan hiếm cũng như điều kiện sản xuất đòi hỏi về máy móc tân tiến, tối tân nhất và quy trình sản xuất vô cùng khắc khe.

Hiện nay mức giá của Aerogel vào khoảng 100 USD cho mỗi centimet khối, tương đương với 23,000 USD cho 453.6g (khoảng 570 triệu đồng). Nhưng với một khoảng chi khủng như vậy thì Aerogel cũng không làm mọi người thất vọng bởi tính năng của nó, chúng có khả năng cho không khí xuyên qua, chống cháy và có thể thấm cả dầu lẫn nước.

Ngoài ra, Aerogel vừa có thể làm dây dẫn điện vừa có thể trở thành một chất cách điện tốt nhất từ trước tới nay khi được pha trộn với một số vật liệu khác. Aerogel được ứng dụng ở trong mọi lĩnh vực, từ các sản phẩm trang điểm dành cho phụ nữ, sử dụng trong các đầu lọc thuốc lá hay bộ phận cách nhiệt cho tủ lạnh. Hiện tại, Aerogel có thể được tìm thấy trong các lĩnh vực như: Sản xuất đồ bơi; quần áo dành cho lính cứu hỏa, cửa kính, tên lửa, sơn, mỹ phẩm, vũ khí hạt nhân,...

• Xem thêm bài viết chuyên mục Khám phá