Skjør fremtidsgelé

Dette er historien om en gelékonkurranse mellom to fysikere på 1930-tallet, et forsøk på å samle stjernestøv i verdensrommet og et supermateriale, som foreløpig er for dyrt til å ta i bruk for alvor.

Glassplatene på Frogner i Oslo tilhører Mariahuset, tegnet av arkitekt Bodil Reinhardsen, som nylig mottok Oslo arkitekturforenings arkitekturpris. Blant annet på grunn av begrenset tomteplass, valgte arkitekten opake glassplater med aerogel-isolering. Platene bygger svært lite, slik at det blir mest mulig rom i bygget, som huser verksteder og en mindre bolig.

Aerogel er også kjent under navnet blårøyk og omtales som det stoffet i verden som har lavest kjent massetetthet, men hva er det med aerogel som gjør det så superisolerende? For å finne svaret fant vi en kjemiker.

– Aerogel er egentlig bare immobilisert luft. Den hindrer luften i å flytte på seg, svarer Ola Nilsen, professor i uorganisk materialkjemi ved Universitet i Oslo.

For å få til god isolering må man hindre luften i å frakte varme. Da handler det om å stoppe bevegelsen til luften, forklarer Nilsen.

Dersom du lar luften få flyte fritt, vil den ta med seg mye varme rundt da den beveger seg som en tyntflytende væske. Å isolere handler mye om å hindre denne bevegelsen. Han sammenligner det med blanding av saft. Skal man få til en godt utblandet saft, er det viktig å helle saft i glasset først, deretter vannet. Bevegelsen vannet skaper, blander ut saften. Gjør du det forsiktig og motsatt, blir saften og vannet liggende hver for seg, og du må riste det sammen for å få like god utblanding.

– På samme vis er det med temperatur og luft. Stopper man luftens bevegelse, vil den lede varme dårlig, det blir et godt isolasjonsmateriale. Aerogel fungerer så bra fordi materialet har «låst fast» luften og skaper med det en perfekt isolasjon, sier Nilsen, som så ber oss tenke på saftforsøket, bare at vi nå gjør om vannet og saften til klumper av gelé før vi forsøker å blande dem.

– Da vil det ta veldig lang tid før du har en god blanding. Gelé er det samme som immobilisert vann, hvor vi bruker en spiselig polymer til å lage et nettverk gjennom hele væsken, forklarer han videre.

Forsøket lyder kanskje rart, men det var med slike tanker aerogel oppstod, tilbake i 1931. Historien som ofte fortelles, begynner med et veddemål mellom to amerikanske fysikere – Samuel Kistler og Charles Learned. De konkurerte om hvem som klarte å trekke væske ut av gelé, uten at den krympet. Kistler vant og vips var aerogel født.

Aerogel har siden fascinert forskere og oppfinnere. Selv Nasa har brukt tid og krefter på videreutvikling i bruk som termisk isolasjon i rommet. Men også for den litt Donald Duck-aktige oppgaven: å fange stjernestøv.

– Det eksperimenteres med bruk i alt fra batterier til lydisolasjon, men mest eksotisk er nok Nasas stjernestøvfanger.

Nasa plasserte aerogel på fangarmer til romsonden Stardust som ble sendt opp i 1999 for å undersøke kometen Wild 2. Aerogelen fungerte da som en ballistisk gel, slik man skyter inn i for å sjekke ballistikken til en pistolkule.

– Bitte små partikler i stjernestøvet ble da fanget opp i en enorm fart – og plukket ut etter at sonden hadde landet på jorden igjen, forklarer Nilsen.

Om aerogel, til tross for sin enormt gode isoleringsevne, blir fremtidens isolasjon, er uvisst. Fremdeles er det for dyrt å lage og for skjørt å bruke som konstruksjonsmateriale.

Metodene for fremstilling baserer seg på å bruke superkritisk CO2, og prosessen er vanskelig å oppskalere til industriell skala. Fremdeles er derfor bruk av aerogel for de litt mer eksotiske tilfellene. Nitti år etter oppfinnelsen venter man fremdeles på et gjennombrudd for å få økt bruken.

– I tilfeller som Mariahuset har de beskyttet aerogelen mellom to lag med glass. Alene er materialet for skjørt og veldig utsatt for å bli knust til støv over tid. Men det slipper gjennom noe lys og åpner nok derfor for nye måter å tenke arkitektur på, avslutter Nilsen.