Kaj je aerogel

Opis aerogela

Aerogel se bistveno razlikuje od tradicionalnega koncepta "gela". Je trden material z gostoto 3 kg/m³. Zaradi izjemno nizke gostote ga imenujejo tudi "zamrznjen dim" ali "modri dim" in mu je S. Kistler leta 1931 podelil Guinnessov svetovni rekord za "najlažji trdni material", ko je uspešno pripravil aerogel SiO2 z metodami superkritičnega sušenja. Z več kot 80% v svoji sestavi, ki jo sestavlja zrak, ima aerogel odlične lastnosti toplotne izolacije. En palec debel aerogel je enakovreden toplotni izolaciji 20 do 30 kosov navadnega stekla. Tudi če je postavljena med vrtnico in plamen, vrtnica ostane nedotaknjena.

Uporaba aerogela pri raziskovanju vesolja

Aerogel ima široko paleto aplikacij v vesoljskih raziskavah. Uporabili so ga v ruski vesoljski postaji Mir in ameriški sondi Mars Pathfinder. V eksperimentih s fiziko delcev se aerogel uporablja kot detektor Černkovljevega učinka. Primer je Čerenkov števec aerogela (ACC) v detektorju Belle Experiment v tovarni B Meson, ki izkorišča lastnost nizkega lomnega količnika aerogela med tekočino in plinom, skupaj z njegovo visoko preglednostjo in lastnostmi trdnosti, ki prekašajo tradicionalne metode, ki uporabljajo kriogene tekočine ali zrak pod visokim pritiskom. Pomembna prednost je tudi njegova majhna masa.

Lastnosti aerogela

Aerogel je označen kot porozen material z nanometrskimi strukturami, ki se od pornih struktur običajnih materialov razlikuje na mikro- in milimetrski ravni. Njegova fino tkana nanostruktura ima za posledico izjemno nizko toplotno prevodnost in izjemno veliko površino. Njegovo sipanje svetlobe in zvoka je bistveno manjše kot pri tradicionalnih poroznih materialih. Te edinstvene lastnosti ne vzbujajo le zanimanja za osnovne raziskave, ampak imajo tudi velik potencial za uporabo na različnih področjih.

Uporaba aerogelnih izdelkov

Trenutni izdelki:

Aerogelni materiali: zaradi inherentnih lastnosti aerogela je odličen za toplotno in zvočno izolacijo, čiščenje vode in adsorpcijo plinov.
Kompozitni izolacijski materiali z nano aerogelom: To je skupni izraz za materiale, primerne za učinkovite in konstantne temperature. Ti materiali lahko obstajajo v trdnem ali tekočem stanju. V industrijskih gradbenih aplikacijah kombinacija aerogela s preprogami iz steklenih vlaken, predelanimi v aerogel filc, bistveno zmanjša toplotno prevodnost. V domači uporabi kombiniranje aerogela s tekstilom znatno izboljša toplotno izolacijo in jo dvigne na višjo raven.

Prihodnji izdelki - v bližnji prihodnosti:

a. Neprebojna prevleka: Laboratorijski testi kažejo, da 6 mm debela plast aerogela na kovinskih ploščah naredi te neprepustne za neposredne eksplozije.

b. Vpojni premazi: premazi, ki absorbirajo radarske frekvence in zagotavljajo kamuflažne učinke.

c. Naprave za shranjevanje energije

d. Visokotehnološke laserske raziskave

Kot prvi začetnik v vesoljskem sektorju ima aerogel številne neverjetne lastnosti. Napovedovanje njegove prihodnje uporabe bo zahtevalo domišljijo družbe in industrije, da bi ta novi material izrinili iz laboratorija in spoznali njegovo praktično vrednost.

Uvod v področja uporabe: Kje se uporabljajo aerogeli?

Industrijski sektor: Aerogel kompozitni izolacijski materiali so bistveni za področja, kjer je potrebna izolacija cevovodov ali peči v panogah, kot sta shranjevanje energije in petrokemična industrija.
Gradbeni sektor: aplikacije vključujejo zunanjo in notranjo toplotno izolacijo zgradb ter uporabo aerogelnega stekla v steklenih zavesah.
Prometni sektor: Kompozitni izolacijski materiali z nanoporoznim aerogelom se uporabljajo v vlakih za visoke hitrosti, domačih letalih C919 in novih energetskih vozilih, pri čemer se osredotočajo predvsem na toplotno izolacijo za prevoz in zaščito litij-ionskih baterij v novih energetskih vozilih.
Izolacija doma in logistika hladne verige: Kompozitni izolacijski materiali z nanoporoznim aerogelom se uporabljajo kot izolacijske plasti za izboljšanje toplotne izolacije in povečanje notranje prostornine ter nadomeščajo tradicionalne materiale.
Funkcionalna oprema: uporaba ultratankih plasti aerogela pri izdelavi aerogelnih jopičev in izdelkov za uporabo na prostem povzroči neprimerljivo toploto, kar daje lažje, tanjše in toplejše rezultate.

V primerjavi s tradicionalnimi izolacijskimi materiali učinkovitost toplotne izolacije nanoporoznih aerogelnih kompozitnih izolacijskih materialov presega 3- do 5-krat. To pomeni odlično energetsko učinkovito izolacijo, zmanjšano debelino materiala, nižje skupne stroške in inherentne lastnosti materiala kot varne, okolju prijazne in nestrupene anorganske snovi zagotavljajo dolgo življenjsko dobo.

Označeno Aerogel