Аэрогели из оксида графена устроены как очень лёгкая пористая губка из тончайших листов углерода с кислородными группами. Воду они впитывают отлично, но при контакте с ней разваливаются: листы просто расходятся. Химики Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН (Черноголовка) нашли способ это исправить.
Цилиндры аэрогеля помещали в пары глутарового альдегида при сравнительно мягкой температуре 50–55 °C. По данным научной статьи, обработка длилась пять суток. Альдегид образует химические «мостики» (сшивку) между соседними листами оксида графена. Слои оказываются связаны, а поры, через которые материал впитывает воду, остаются открытыми. Химический анализ подтвердил, что сшивка действительно произошла.
Проверка водой показала разницу наглядно. Исходный образец после погружения разрушился, а обработанный впитал воду и сохранил форму. Один грамм сшитого аэрогеля вбирал 35 г воды в первом цикле и 38,3 г к четвёртому. Это больше чем в 38 раз превышает его собственную массу. Отдельная капля впитывалась за 150 миллисекунд, и образец при этом заметно не деформировался. По словам авторов, многие известные аэрогели на основе полисахаридов удерживают воду хуже.
Прочность сравнивали на образцах, которые выдерживали в парах всего четыре часа. При долгой обработке цилиндр терял исходную форму и становился похож на конус. Исходный аэрогель разрушался под грузом 100 г, а обработанный выдерживал 150 г, то есть в полтора раза больше. Расчётная прочность на сжатие выросла с менее чем 0,0039 до более чем 0,0058 МПа.
Пока это лабораторный эксперимент. Авторы видят у материала два возможных применения. Первое — сорбент, который сильно притягивает воду. Второе — резервуар с водой для солнечных испарителей, в которых солнечный свет испаряет воду прямо на поверхности материала. Работа принята к публикации в журнале Physica Scripta. Её авторы — Е. Н. Кабачков, С. А. Баскаков и Ю. М. Шульга.
