Aerogel versus plamenometVeritasium

Tohle je rozhodující test aerogelu. Sám jsem nastavil krk, abych zjistil, kdo vyhraje v bitvě plamenomet versus aerogel. Abyste zjistili, jak dobře aerogel opravdu izoluje, musíte ho nechat projít zatěžkávací zkouškou. Tenhle materiál by měl izolovat nejlépe. Co je zač? Tohle je pyrogel XTE. Vyrábí ho Aspen Aerogels. Je centimetr široký.

Nevypadá jako ten modrý, protože tohle je ve skutečnosti plátno ze skelného vlákna napuštěné aerogelem. Tím modrým myslel tohle, aerogel ze siliky. Skládá se ze stejné látky jako písek nebo sklo. Pokud přiblížíte na nano úroveň, uvidíte jeho houbovitou strukturu, kde jsou póry veliké pouhé desítky nanometrů. Aerogel je možné vyrobit, aby se z 99,8 % skládal ze vzduchu. Je však lepší tepelný izolant než vzduch, protože jsou jeho póry natolik malé, že horký vzduch jimi prostupuje jen s obtížemi.

Navíc už tak se v téhle nano struktuře teplo nepřenáší dobře. Aerogel je v téhle formě ale poměrně křehký, takže se pro většinu uplatnění nehodí. Lepší je vzít malinké kousky aerogelu a vložit je do něčeho, například do plátna. Má ale složku navíc – oxid železitý, což je v podstatě rez, díky čemuž jím neprostoupí UV záření, takže je dobrý v dušení kondukce, konvekce a záření.

Na druhé straně tohoto izolující plátna z aerogelu je Ben. Pochází z Cape Cod a odpověděl na můj tweet, kde jsem sháněl někoho s plamenometem. V tomhle případě 'Neplamenomet' od Boring Company. - Už jsi to někdy použil? - Nepoužil. Teď to bude poprvé. Dobře, budeme měřit teplotu na protější straně a tuhle budeme kropit plamenometem. Jasný, jdeme na to!

- Dobře. Připraven? - Jsem připraven. Dobře, jdeme to zkusit. Tady mám připravenou termokameru FLIR. Je to model T1020, který je schopen zachytit až 2000 °C. Pro srovnání se napřed podívejme, co plamenomet udělá něčemu, co není aerogel. Vyzkoušíme to na téhle XXL Hershey's Kiss. Jdeme na to.

Bene, můžeš. Ve vteřině má čokoláda stovky stupňů. Na levé straně se to pěkně škvaří. Po třiceti sekundách se to celé začíná rozpadat. Hodně se to taví. I po vypnutí plamenometu mají části čokolády hodně přes 600 °C. Tohle se na internetu bude líbit. Žhavení netradičních věcí. Teď je načase aerogel opravdu vyzkoušet.

Na tuhle stranu se bude naplno pálit plamenometem a jen centimetr od toho budu mít ruku. Na druhé straně plátna. Dobře, jsem připraven. Pálíš pořádně? Pojď blíž, nic necítím. Trošku teplé. To je šílené.

Drobet teplo cítím. Propan hoří teplotou asi 2000 °C, takže tohle plátno odvádí poměrně slušnou práci. Skoro žádné teplo necítím. To je úžasné. Trvá to dlouho, než se plátno prohřeje. A to je jen centimetr tlusté. Jak to vypadá zezadu? Je tam nějaké teplo, ale ukazuje mi to asi 50 °C.

Ano, přijde mi to trochu teplé. Co druhá strana? Jak je horká? Více než 660 °C, mimo rozsah měření. Mimo rozsah. Na téhle straně plamenomet dosahoval teploty více než 660 °C. Na druhé straně to bylo jen 50 °C. Nastavíme na kameře nejvyšší rozsah. - Až 2000 °C.

- Úžasné. Moc toho neuvidíme, jen ta nejteplejší místa. Jdeme na to. Vidíš, jak ty plameny nahoře šlehají? To je šílené. Plátno zůstává chladné. Kolik to ukazuje na kameře? - Asi 50 °C. - Kolik to má na druhé straně? - V jednu chvíli až 900 °C.

- 900 stupňů! I teď to má více než 200 °C. - Přímo tady? - Ano, přímo tam. - I tak se toho můžete dotknout, že? - I tak se toho mohu dotknout. - Je vidět obtisk mých rukou? - Ano, je. Možná se divíte, jak je možné dotýkat se něčeho o teplotě vyšší než 100 °C, aniž by se člověk spálil. Abyste to pochopili, přejděme k další ukázce. Tohle je varná plotýnka nastavená na teplotu kolem 150 °C.

Na ní je položena kovová deska pokrytá asi milimetrovou vrstvou formou aerogelu zvanou Aerolon, ale malý kousek v rohu pokryt není. Ukazuje nám to asi 127 °C, takže je to teplejší než vroucí voda. Strčili byste ruku do vroucí vody? To si nemyslím, bolelo by to. Ale co ji položit na tenhle povlak? Jdu to zkusit. - Co cítíte?

- 130 °C určitě ne. Je to horké, ale ne jako 130 °C. Jako důkaz tu v kádince máme vodu. Když pohnu rukou, zůstane tam její otisk? Rozhodně, tepelný otisk vaší ruky tam zůstane. - Svojí rukou jsem to ochlazoval. - Přesně tak, vlastně to ochlazujete. Tady povlak není a je to teplejší. Má to 180 °C. Na to sahat nechci. Určitě ne, protože tam aerogel není.

Je to slabý povlak, má jen asi milimetr. Ale díky pouhému milimetr aerogelu se můžete dotknout věcí, na které byste nemohli sáhnout, aniž byste se spálili. Vedle vás by měla být kádinka s vodou a kapátkem. Ano, dal jsem ji pryč. Vezmu ji. Vezměte to a trošku kápněte na čtverec v rohu. Dám trochu vody na tenhle kovový kus. Kápnu tam trochu vody.

Ano, vaří se. Můžeme vidět, že... Je zajímavé, jak se kapky vody, které vyprskly vedle, nevaří. Zkusíme to tady. Tady se voda nevaří. Dejte prst vedle kovu. Přímo sem? Nevím, jestli voda nepřenese...

Voda přenáší teplo a je to horké! Dejte prst na aerolon, kde není voda. - Tady? - Ano, to nic není, že? - To je v pohodě, ne? - Ano, není to nepříjemné. Jasně, že je to horké, ale není to jako strkat ruku do vroucí vody. Je to zvláštní, protože to má větší teplotu než vroucí voda, ale nepřenáší ji to do vaší ruky tak rychle. To je vážně zvláštní.

Uplatnění to nachází ve věci zvané Safe Touch. Díky tomu můžete i minuty držet ruku na něčem, co dokáže vařit vodu a okamžitě by vás spálilo. V tomhle videu jsem se zatím věnoval použití aerogelu při vysokých teplotách, ale stejně dobře funguje i na druhém konci spektra – při kryogenních teplotách. Toho se dá využít ve výrobnách zkapalněných plynů. NASA jej používá pro tekuté hélium. Je potřeba vážně dobré izolace, abyste teplo udrželi mimo.

Pokud studené trubky řádně nezaizolujete, vytvoří se na nich obrovské nánosy ledu, což nejenže je velice neefektivní, také to je hodně nebezpečné. Tohle jsou v současnosti nejpodstatnější uplatnění aerogelu. Pokud vezmete kus kryogelu a namočíte ho do tekutého dusíku, po vyjmutí je stále pružný. To je důležité, když chcete zachovat funkci materiálu i při extrémně nízkých teplotách.

Tohle je aerogel z uhlíku, který byl namočen v tekutém dusíku. Jak se tekutý dusík přeměňuje zpět na plyn, chová se jako puk ve vzdušném hokeji. Ale místo aby vzduch vycházel ze stolu, vychází ze samotného puku. Dokonce si lze zakoupit zimní bundy, které mají speciální kapsy vypolstrované aerogelem. Ty dokáží udržet teplo daleko lépe než normální kapsy. Jsou navržené přesně pro mobily, aby v zimě nezmrzly.

Tohle je příběh o něčem, co se ze začátku jevilo zvláštní a nedalo se moc používat, ale viděli jsme, že je to skvělý izolant a že je možné z něj vyrobit velice silný zpomalovač hoření. Z jakého důvodu se používá tenhle materiál k odizolování podmořských trubek? Zajímavá otázka. Tohle uplatnění mělo pro některé staré materiály likvidační efekt. Olej z podmořských pramenů je hodně viskózní a plný strusek.

Kdybyste ho vedli jen holou trubkou, zalepila by se. Ta se tedy musí dát do jiné trubky a mezera mezi nimi se vyplní izolací. Nazývá se to konfigurace trubka v trubce. Olej se ohřeje, aby tekl, a proto se musí odizolovat. Neztrácí se tak tolik tepla do chladného oceánu okolo. Představte si, že tohle potrubí natahujete z lodi. Musíte s sebou mít dlouhé kusy trubek, které loď musí naložit, přehodit přes okraj a položit hluboko na dno.

Potrubí je čím dál tím těžší a větší, až to loď nezvládne a potopí se. Dříve existovaly jen tři lodě, které byly dostatečně velké, aby dokázaly položit podmořské trubky o tak velkém průměru. Přišli lidé z Aspen Aerogel a řekli: "Hele, máme tady tuhle skvělou novou izolaci, je třikrát lepší než polyuretan." Dokážu takhle velkou izolaci z polyuretanu zmenšit a udělat ji z aerogelu takhle tenkou.

Díky tomu bylo možné podstatně zmenšit vnější průměr trubky. Došlo ke snížení hmotnosti a tuhle trubku o menším průměru najednou dokázalo položit 250 lodí, aniž by došlo ke snížení efektivity. Tím se daly vyřešit mnohaleté resty v pokládání trubek a ušetřily se tak miliardy dolarů. Když jsme tohle video natáčeli, věděl jsem, že název bude něco jako plamenomet versus aerogel.

Nemyslel jsem to jako opravdovou bitvu. Jak by se určilo, že aerogel vyhrál? Že se neohřál nebo tak něco? Jak se ukázalo, v uživatelské příručce plamenometu se uvádí, že máte spoušť držet maximálně 7 sekund v kuse. Ale aby se to dalo natočit a aby se plátno dostatečně rozžhavilo, často jsem Benovi říkal, aby spoušť držel někdy až 10× déle. Jakou délku to má?

Asi třikrát větší, než to má mít? Během natáčení jsme si všímali, že plamenometu se ztrácí síla. Došlo palivo? Mysleli jsme si, že došlo palivo, ale ukázalo se, že se vevnitř něco rozbíjí. Ke konci ani nešlo stisknout spoušť. Je mi to líto, Bene, ale v bitvě aerogelu proti plamenometu aerogel podle mě rozhodně vyhrál.