Forskere fra Nasa har succesfuldt fremstillet et polymermateriale, der har en uovertruffen isoleringsevne, selv i en millimetertynd udgave. Det åbner for en bred vifte af anvendelsesmuligheder: Bygninger undgår tykke lag med stenuld, der kan fyldes flere is i en Hjem-Is-bil, og man vil kunne designe slimfit tøj, der er bedre isolerende end din tykkeste fleecetrøje.
Selve isoleringsmaterialet er en luftgele, der består af 99,8 procent atmosfærisk luft, og derfor har uovertrufne isoleringsevner. Det blev syntetiseret i 1931, men materialet har hidtil været for skrøbeligt.
Nu er det lykkedes Nasa at syntetisere en ny polymer af luftgeleen og kapton, hvilket gør materialet stærk og fleksibel nok til, man kan bukke, vride og folde det - eller sågar parkere en bil på den - uden det går i stykker.
Aerogel blev først til ved et væddemål mellem to kemikere, som ud fra viden om, at gele hovedsageligt består af pektin opløst i vand, udfordrede hinanden i at fjerne vandet uden at geleen skrumpede. I 1931 vandt Samuel Stephens Kistler konkurrencen og havde fremstillet den første luftgele. Med sin termiske ledningsevne i spændet 0,03-0,004 watt/(meter*kelvin) er luftgele det bedst isolerende solide materiale til dato.
Siden har der været mange forsøg på at gøre luftgeleen robust, blandt andet ved at dampe lim på den eller dyppe den i lim. Da geleen havde tendens til at absorbere limen og adaptere dens egenskaber, blev det ingen succes; Den kunne ikke længere tåle høje temperaturer.
Der var brug for et nyt materiale til at forstærke luftgeleen, og her kom polymiden (funktionel polymer) kapton ind i billedet. Det er stabilt op til 400 grader celsius, og har et bredt temperaturspænd for glastransition, hvilket vil sige, at det absorberer store mængder energi i faseskift mellem fast og flydende, hvilket gør kapton til en oplagt kandidat til at forstærke luftgele.
Men da det blev opløst i en tynd blanding og forsøgt sammensat med geleen, blev resultatet efter intens tørring, at geleen skrumpede med 40 procent, blev alt for kompakt og mistede sine isolerende egenskaber.
Til sidst lykkedes det dog Nasa-gruppen på Glenn Research Centre i Ohio at bygge bro mellem de forskellige polymider og tilføje dem stivheden.
Det blev muligt ved at krydsforbinde de lineære polymider med en tredimensionel molekylestukur med kovalente bindinger (fælles elektronpar). Den struktur er væsentligt stivere og anvendes derfor også i byggeri, hvor den har givet form og navn til H-bjælker og I-bjælker**. **Bjælkerne har netop den form, da det gør dem stivere end massive runde bjælker af samme vægt.
Med den ekstra dimension blev molekylestrukturen stiv nok til, at den kunne tørres og bevare volumen, den lave densitet (0,14 g/cm3) og isolationsevnen.
Den nye luftgele-polymer er ikke helt så isolerende som den oprindelige luftgele, men det er stadig godt 12 gange så isolerende som glasuld. Med kapton til at forstærke strukturen, er den 500 gange stærkere end traditionel luftgele lavet på silikat.
