конопляный аэрогель для космоса

За последние двадцать лет, благодаря низкой теплопроводности и легкости аэрогелей*, к ним возросло внимание как к материалам для производства супер – и ультра-конденсаторов, аккумуляторных батарей и опреснительных электродов, высокотемпературных изоляционных материалов, а также катализаторов для синтеза углеродных нанотрубок.

В частности, НАСА использует аэрогели для изоляции частей тела астронавтов, оборудования жизнеобеспечения, испытательных стендов ракетных двигателей в ракетах-носителях и шаттлах. Коммерческие применения аэрогелей включают изоляцию труб химических заводов и городских коммуникаций, приборы и холодильное оборудование, энергосистемы автотранспорта, потребительские приложения, такие как одежда и обувь, а в медицине аэрогели помогают создавать композиции лекарственных флюидов.

Для производства ряда аэрогелей до недавнего времени использовали промышленную целлюлозу из древесины. Недавние совместные исследования Аахен-Маастрихтский института биоматериалов при Маастрихтском университете, Института БиоТекс Университета Ахена (Германия), Университета Карла Франценса в Граце (Австрия) и Национального университета Ирландии в Голуэе показали, что аэрогели в виде бусин, листов и цилиндрических монолитов, изготовленные из экстрагированной целлюлозы конопли, столь же эффективны. При этом такое сырье имеет ряд преимуществ:

• в конопле доля целлюлозы составляет 65-75% от состава конопляных волокон
• ее можно получить из отходов переработки конопляного сырья
• она биосовместима, то есть не загрязняет окружающую среду и соответствует стандартам устойчивого развития.

Разработка готового аэрогеля из конопли и организация цепочки поставок, осуществляется в сотрудничестве с Немецким аэрокосмическим центром (DLR), который разрабатывает материалы для замены существующих тепловых изоляторов на масляной основе, и стартапом KEEY Aerogel, Хабсхайм, Франция, оба из которых являются членами консорциума BVC.

Один из авторов новой технологии, Диого Коста, научный сотрудник Программы Европейской промышленной докторантуры Марии Склодовской-Кюри, который исследует материал в рамках своего более широкого исследования био- и циркулярной экономики считает, что «Валоризация таких культур, как конопля, лен, кукуруза и пшеница, а также их растительные остатки, являются одной из основных альтернатив, исследуемых в ЕС».

Исследования Коста финансируются за счет гранта Biobased Value Circle (BVC). Помимо KEEY, исследования поддерживают: ChemStream BVBA и B4Plastics (Бельгия), BioEvol Srl (Италия), Фибротелий и Умлаут Трансформация ГмбХ (Германия), ИФГ Асота ГмбХ (Австрия), Spintex Engineering Ltd.(Великобритания), Технические белки Nanobiotechnology  S.L. (Испания).

По данным нью-йоркского исследователя Future Market Insights, рынок аэрогелей составляет примерно 1 миллиард долларов и, как ожидается, будет расти на 17% ежегодно до 2030 года.

От редакции:

В России уже несколько компаний, которые производят коноплю в промышленных объемах. Исследованием аэрогелей занимаются сразу несколько научных центров, в том числе, Центр композитных материалов при НИТУ «МИСиС». Возможно, Роскосмос заинтересуется коноплей, как сырем для производства аэрогелей и соединит физ-химиков и аграриев для развития космоса.....

------  

* Аэрогель – материал, в котором жидкая фаза полностью заменена газообразной. Материалы такого типа, первый образец которых был получен в 30-х годах ХХ века, обладают малой плотностью, высокой твердостью, прозрачностью, жаропрочностью и низкой теплопроводностью.