Невесомый огнеупор

Вспененный материал обладает рекордно малой плотностью - блок размером с чайную чашку можно расположить на цветке, не сминая его лепестков. Он способен выдерживать значительные механические нагрузки и эффективно останавливает горение, образуя непроницаемую для кислорода плёнку.

Полимерно графеновый огнеупорный композитный материал

Огнеупорные материалы должны быть устойчивы к воздействию высоких температур, не поддерживать горение, предотвращать доступ кислорода к другим материалам, выступать в роли теплоизолятора. Вместе с тем от огнеупоров требуется небольшой вес и хорошие механические свойства. Традиционно огнеупорами выступают либо неорганические материалы, либо полиамидные и другие полимерные волокна, подобные кевлару.

При этом многие современные огнеупоры небезопасны для окружающей среды. Поэтому химики предложили огнеупорный состав, в котором полиимидный полимер играет роль матрицы - он создаёт пенистую основу для материала. Добавка представляет собой соединение графена и фосфора. Что интересно, полиимиды, как и фосфор - горючие материалы, но в соединении с графеном их свойства меняются.

Полиимид становится огнеупорным уже при двухпроцентной добавке графенового композита. При горении красный фосфор очень быстро образует не пропускающий кислород слой, запертый между пластинками графена. Последние устойчивы даже при очень высоких температурах. В сумме эти процессы предотвращают горение основы огнеупора - его способность останавливать горение примерно в два раза лучше, чем у традиционных материалов.

Полученный вспененный полимер обладает плотностью около 16 миллиграмм на кубический сантиметр - всего в 16 раз тяжелее воздуха. При этом его механические свойства позволяют небольшому блоку выдержать давление шести килограммовой ёмкости с водой. Это ставит материал в одну линию с аэрогелями на основе оксида кремния или графена.