Unsa ang Aerogel?

Ang Pagkatawo ni Airgel

Sa 1931, gibulag ni Kistler ang likido gikan sa solido pinaagi sa paggamit sa usa ka alkoholikong supercritical nga pamaagi sa pagpa-uga ug gipugngan ang istruktura sa gas gikan sa pagkunhod ug pagkahugno, nga miresulta sa airgel sa kalibutan.

Kahubitan sa Airgel
Ang Airgel usa ka gaan nga nano-porous amorphous solid nga materyal nga adunay nanometer-scale micro-particle nga giipon sa usag usa aron maporma ang usa ka nanometer-scale porous nga istruktura sa network ug napuno sa daghang gidaghanon sa gaseous dispersion media sa network skeleton.

Ang mga aerogels dili lamang usa ka praktikal nga materyal, apan usa usab ka bag-ong kahimtang sa butang. Ang estado sa airgel sa sukaranan lahi sa ubang mga estado sa butang sa daghang mga kabtangan. Kini adunay pirmi nga gidak-on ug porma sama sa solidong butang, apan ang dayag nga densidad niini mahimong mosangkad gikan sa kinatas-an nga 1 g/cm³ ngadto sa 0.001 g/cm³ (ubos sa densidad sa hangin); sa samang higayon, kini adunay usa ka espongha-sama sa porous nga gambalay, uban sa daghang mga kabtangan sa microscopic (nano-scale kalabera), macroscopic (condensed butang) ug mesoscopic (multi-level ug fractal nga gambalay) nga mga kinaiya, sa paghimo sa aerogels adunay daghan nga talagsaon nga mga kabtangan. Nagpakita kini nga ubos kaayo nga thermal conductivity, ubos kaayo nga modulus sa elasticity, ubos kaayo nga phonon rate, ubos kaayo nga refractive index, ubos nga dielectric constant, ubos kaayo nga tulin sa tingog, taas nga espesipikong surface area, lapad kaayo nga density ug refractive index distribution, ug uban pa.

Klasipikasyon sa Aerogels
Adunay usa ka halapad nga mga aerogel, nga naglangkob sa hapit tanan nga materyal nga mga sistema. Kasagaran, sumala sa kemikal nga komposisyon, sila mahimong bahinon ngadto sa organic aerogels, inorganic aerogels ug composite aerogels, ug uban pa Aerogels mahimo usab classified sa silicon, carbon, asupre, metal oxide ug metal nga mga sistema sumala sa ilang mga nag-unang sangkap.

Ang Kahimtang ug Papel sa Aerogels
Ang mga siyentipiko nag-ingon nga ang mga aerogels magbag-o sa kalibutan.

Ang Airgel gilista isip usa sa top 10 hot science and technology nga isyu sa ika-250 nga isyu sa US journal Science. Niadtong Agosto 20, 2007, ang The Times mitaho nga ang airgel mao ang pinakagaan nga solido sa kalibotan nga makasugakod sa kusog nga eksplosibo sa 1kg nga dinamita ug makalikay kanimo sa kainit sa blowtorch nga labaw sa 1300°C. Gisusi sa mga siyentista ang paggamit sa airgel sa tanan gikan sa super-insulated space suits hangtod sa mga supercapacitor hangtod sa mga catalyst hangtod sa sunod nga henerasyon sa mga raket sa tennis. Ang Airgel nagsaad nga makig-atbang sa mga henerasyon sa mga maalamat nga materyales sama sa phenolic resin gikan sa 1930s, carbon fiber gikan sa 1980s ug silicone gikan sa 1990s.

Ang Airgel nalista sa Guinness Book of World Records sa makadaghang higayon isip pinakagaan nga solido sa kalibotan. Ang Airgel usab adunay ubos kaayo nga thermal conductivity ug refractive index ug 39 ka beses nga mas insulating kay sa pinakamaayong glass fibers. Ang Airgel gigamit sa thermally insulate sa Russian Mir space station ug sa US Mars Pathfinder rover, ug nakahatag na og importanteng papel sa industriya sa aerospace.

Kasaysayan sa Pag-uswag sa Airgel
1931, ang aerogels unang giandam ni Kistler sa Stanford University, USA.
1985, ang unang symposium sa aerogels, nailhan nga ISA, giorganisar sa Institute of Physics sa Unibersidad sa Würzburg, Germany.
1993, ang mga aerogels gigamit sa pag-insulate sa mga spacesuits, spacecraft ug space shuttles.
2002, Aspen Aerogel, usa ka NASA nga kompanya, natukod aron sa pagpalambo ug pagprodyus og aerogels.
2004, airgel research nga gihimo sa domestic Chinese research institute.
2006, ang mga domestic airgel nga kompanya sa China nagsugod sa paghimo og mga aerogels.
2017, giproklamar sa China, GB/T 34336-201, Nonporous Airgel Composite Insulation Products
2021, ang Konseho sa Estado nag-isyu, "Plano sa Aksyon alang sa Pag-abot sa Carbon sa Peak sa 2023" sa pagpadali sa panukiduki ug pagpalambo sa carbon fiber, aerogel, espesyal nga asero ug uban pang mga batakang materyales.

Ang Pangunang mga Properties sa Aerogels
(1) Ultra-kahayag. Ang Airgel mao ang pinakagamay nga dasok nga solido sa kalibotan, nga adunay kinagamyang densidad nga un-ika-unom sa masa sa hangin. Ang lainlain sa Densidad nga kalainan kasagaran 0.001 ~ 1g/cm³.

(2) Taas nga porosity ug taas nga piho nga lugar sa nawong. Ang porosity mao ang 80% ~ 99.9%, ang piho nga lugar sa nawong mao ang 200 ~ 1000m2 / g, ug ang kasagaran nga gidak-on sa mga pores mao ang 1 ~ 100nm.

(3) Super thermal insulation. Ang slim nano-network nga istruktura sa aerogel epektibo nga naglimite sa pagpadaghan sa lokal nga thermal excitation, ug ang solid-state thermal conductivity niini mao ang 2 ~ 3 orders sa magnitude nga mas ubos kaysa sa katumbas nga glassy material.

Ang prinsipyo sa airgel thermal insulation
Pagkunhod sa thermal transfer: Ang walay kinutuban nga gidaghanon sa mga nanopartikel sa airgel nahimong usa ka mesh skeleton, ug ang kainit mahimo lamang nga modagayday sa usa ka walay kinutuban nga gidaghanon sa mga nanoparticle. Ang pag-agos sa kainit mahimo lamang ipahigayon sa usa ka walay kinutuban nga gidaghanon sa mga nanopartikel, nga moresulta sa usa ka hapit walay kinutuban nga agianan sa pagbalhin sa kainit sa solid. Ang pagbalhin sa kainit sa solido gipakunhod ngadto sa labing ubos nga posible nga lebel.

Pagpugong sa thermal convection : Ang aberids nga gidak-on sa pore sa mga aerogels kay 20-40 nm, nga mas gamay kay sa aberids nga free range sa mga molekula sa gas nga 69 nm, ug ang mga molekula sa gas sa mga pores mawad-an sa ilang abilidad sa paglihok nga gawasnon, nga naghimo sa convection nga halos imposible.

Nakunhoran nga thermal radiation : Ang mga pore wall nga naporma sa mga nanoparticle sa mga aerogel kay mga infrared shield, ug ang walay kinutuban nga gidaghanon sa mga shield nakakunhod pag-ayo sa thermal radiation.

(4) Katalisis. Ang gamay nga gidak-on sa partikulo, taas nga espesipiko nga lugar sa nawong ug ubos nga densidad sa airgel naghimo sa kalihokan ug pagkapili sa mga airgel catalyst nga labi ka taas kaysa sa naandan nga mga katalista, ug ang mga aktibo nga sangkap mahimo’g parehas nga magkatag sa carrier, ug kini usab adunay maayo kaayo nga kalig-on sa kainit, nga epektibo nga makunhuran ang panghitabo sa mga reaksyon sa kilid.

(5) Sound insulasyon. Ang ubos nga sound velocity properties sa mga aerogels naghimo kanila nga usa ka sulundon nga materyal alang sa acoustic delay o taas nga temperatura nga sound insulation. Ang baryable range sa acoustic impedance sa airgel dako [103 ~ 107kg/(㎡-s)], nga mas maayo nga acoustic resistance coupling material para sa ultrasonic detectors. Ang acoustic resistance sa piezoelectric ceramics nga gigamit para sa ultrasonic generators ug detectors kay 1.5×107kg/(㎡-s), samtang ang acoustic resistance sa hangin kay 400kg/(㎡-s) lang. Ang paggamit sa silicon airgel nga adunay gibag-on nga 1/4 wavelength ug usa ka densidad nga mga 0.3g/cm³ ingon nga ang acoustic resistance coupling material tali sa piezoelectric ceramics ug hangin makadugang sa sound intensity sa 30dB, makapauswag sa transmission efficiency sa acoustic waves ug makunhuran ang signal-to-noise ratio sa mga aplikasyon sa device.

(6) Pagsala performance. Ang mga nanostructured aerogel mahimo usab nga magamit ingon usa ka bag-ong tipo sa labi ka episyente nga materyal sa pagsala sa gas. Tungod sa dako kaayong espesipikong lugar sa ibabaw niini, ang mga aerogel gitawag sa mga siyentista nga "super sponge" ug maayo alang sa pagsuyop sa mga hugaw sa tubig, pagsuyop sa tingga ug mercury gikan sa tubig, nga naghimo kanila nga usa ka maayo kaayo nga materyal alang sa pag-atubang sa mga katalagman sa ekolohiya.

(7) Optical nga mga kabtangan. Ang lunsay nga SiO₂ airgel mao ang transparent ug walay kolor, ug ang refractive index niini (1.006~1.06) duol kaayo sa hangin, nga nagpasabot nga ang SiO₂ airgel halos walay pagkawala sa pagpamalandong sa insidente nga kahayag ug epektibo nga makapasa sa kahayag sa adlaw. Busa, kini mahimong gamiton sa paghimo sa insulasyon ug noise reduction bildo.

Alang sa dugang nga impormasyon o Technical Date Sheet & Material Safety Data Sheet, palihug kontaka kami pinaagi sa email: [email protected] , o pakigsulti kanamo sa: +86-28-8411-1861.

Ang ubang mga hulagway ug mga teksto gikopya gikan sa Internet, ug ang copyright iya sa orihinal nga tagsulat. Kung adunay bisan unsang paglapas, palihug kontaka kami aron mapapas.