Wat is aerogel?

Beschrijving van Aerogel

Aerogel verschilt fundamenteel van het traditionele concept van “gel”. Het is een vast materiaal met een dichtheid van 3 kg/m³. Vanwege de extreem lage dichtheid wordt het ook wel “bevroren rook” of “blauwe rook” genoemd en kreeg het in 1931 van S. Kistler het Guinness World Record voor het “lichtste vaste materiaal” toen hij met succes SiO2-aerogel produceerde met behulp van superkritische droogmethoden. Aerogel bestaat voor ruim 80% uit lucht en heeft daardoor uitstekende thermische isolatie-eigenschappen. Een aerogel van 2,5 cm dik staat gelijk aan de thermische isolatie van 20 tot 30 stukken gewoon glas. Zelfs als je de roos tussen een roos en een vlam plaatst, blijft de roos ongedeerd.

Aerogeltoepassingen in ruimteonderzoek

Aerogel kent een breed scala aan toepassingen in ruimteonderzoek. Het werd gebruikt in het Russische ruimtestation “Mir” en de Amerikaanse sonde “Mars Pathfinder”. Bij experimenten in de deeltjesfysica fungeert aerogel als detector voor het Tsjernkoveffect. Een voorbeeld hiervan is de Aerogel Cherenkov Counter (ACC) in de Belle Experiment-detector in de B-Meson Factory. Deze maakt gebruik van de lage brekingsindex van aerogel tussen vloeistof en gas, in combinatie met de hoge transparantie en sterkte-eigenschappen die traditionele methoden met cryogene vloeistoffen of lucht onder hoge druk overtreffen. Ook de lage massa is een belangrijk voordeel.

Eigenschappen van aerogel

Aerogel wordt gekenmerkt als een poreus materiaal met nanostructuren die op micro- en millimeterniveau verschillen van de poriestructuren van conventionele materialen. De fijnmazige nanostructuur zorgt voor een extreem lage thermische geleidbaarheid en een opvallend groot oppervlak. De verstrooiing van licht en geluid is aanzienlijk lager dan die van traditionele poreuze materialen. Deze unieke eigenschappen wekken niet alleen de interesse in fundamenteel onderzoek, maar bieden ook een groot potentieel voor toepassingen in uiteenlopende vakgebieden.

Toepassingen van aerogelproducten

Huidige producten:

Aerogelmaterialen: De inherente eigenschappen van aerogel maken het uitstekend geschikt voor thermische en akoestische isolatie, waterzuivering en gasadsorptie.
Nano-aerogel composiet isolatiematerialen: Dit is een verzamelnaam voor materialen die geschikt zijn voor efficiënte en constante temperatuurtoepassingen. Deze materialen kunnen in vaste of vloeibare toestand voorkomen. Bij industriële bouwtoepassingen wordt de warmtegeleiding aanzienlijk verminderd door de combinatie van aerogel met glasvezelmatten, verwerkt tot aerogelvilt. In huishoudelijke toepassingen verbetert de combinatie van aerogel met textiel de thermische isolatie aanzienlijk en tilt deze naar een hoger niveau.

Toekomstige producten - In de nabije toekomst:

A. Kogelwerende coating: Laboratoriumtests tonen aan dat een 6 mm dikke laag aerogel op metalen platen deze ondoordringbaar maakt voor directe explosies.

B. Absorberende coatings: Coatings die radarfrequenties absorberen en voor een camouflage-effect zorgen.

C. Energieopslagapparaten

D. Hightech laseronderzoek

Aerogel is een van de eerste technologieën in de lucht- en ruimtevaartsector en heeft veel verbazingwekkende eigenschappen. Om toekomstige toepassingen te kunnen voorspellen, is de verbeeldingskracht van de maatschappij en de industrie nodig om dit nieuwe materiaal uit de laboratoria te krijgen en de praktische waarde ervan te realiseren.

Inleiding tot de toepassingsgebieden: Waar worden aerogelproducten gebruikt?

Industriële sector: Aerogel-composietisolatiematerialen zijn essentieel voor gebieden waar pijpleiding- of ovenisolatie nodig is in sectoren zoals energieopslag en petrochemie.
Bouwsector: Toepassingen zijn onder meer de externe en interne thermische isolatie van gebouwen en het gebruik van aerogelglas in glazen vliesgevels.
Transportsector: Nanoporeuze aerogelcomposietisolatiematerialen worden gebruikt in hogesnelheidstreinen, binnenlandse C919-vliegtuigen en nieuwe energievoertuigen, met de nadruk op thermische isolatie voor transport en bescherming van lithium-ionbatterijen in nieuwe energievoertuigen.
Huisisolatie en koelketenlogistiek: Nanoporeuze aerogelcomposietisolatiematerialen worden gebruikt als isolatielagen om de thermische isolatie te verbeteren en het interne volume te vergroten, ter vervanging van traditionele materialen.
Functionele uitrusting: Het gebruik van ultradunne lagen aerogel bij de productie van aerogeljassen en outdoorproducten resulteert in ongeëvenaarde warmte en zorgt voor lichtere, dunnere en warmere resultaten.

Vergeleken met traditionele isolatiematerialen is de thermische isolatie-efficiëntie van nanoporeuze aerogelcomposietisolatiematerialen 3-5 keer hoger. Dit betekent uitstekende energiezuinige isolatieprestaties, een geringere materiaaldikte, lagere totale kosten en de inherente eigenschappen van het materiaal als een veilige, milieuvriendelijke en niet-giftige anorganische stof die een lange levensduur garandeert.

Gelabeld Aerogel