Dina 1931, Kistler misahkeun cairan tina padet ku cara maké téknik drying supercritical alkohol sarta ngajaga struktur gas tina nyusut jeung ambruk, hasilna airgel di dunya.
Harti Airgel
Airgel nyaéta bahan padet amorf amorf nano-porous anu ringan sareng partikel mikro skala nanometer anu dihijikeun pikeun ngabentuk struktur jaringan porous skala nanometer sareng ngeusi sajumlah ageung média dispersi gas dina kerangka jaringan.
Aerogels henteu ngan hiji bahan fungsional, tapi ogé kaayaan anyar zat. Kaayaan airgel dasarna béda ti kaayaan zat séjén dina seueur pasipatan. Mibanda ukuran jeung wangun tetep kawas zat padet, tapi kapadetan katempona bisa bentang ti maksimum 1 g/cm³ nepi ka 0.001 g/cm³ (leuwih handap ti dénsitas hawa); dina waktos anu sareng, mibanda struktur porous kawas bolu, kalawan sababaraha sipat mikroskopis (nano-skeleton), makroskopis (materi condensed) jeung mesoscopic (multi-tingkat jeung struktur fraktal) ciri, sahingga aerogels mibanda loba sipat unik. Ieu némbongkeun konduktivitas termal pisan low, modulus pisan low of élastisitas, laju fonon pisan low, indéks réfraktif pisan low, konstanta diéléktrik low, speed pisan low sora, aréa permukaan spésifik tinggi, dénsitas lega pisan jeung distribusi indéks réfraktif, jsb.
Klasifikasi Aerogels
Aya rupa-rupa aerogels, ngawengku ampir sakabéh sistem bahan. Sacara umum, nurutkeun komposisi kimia, aranjeunna bisa dibagi kana aerogels organik, aerogels anorganik jeung aerogels komposit, jsb Aerogels ogé bisa digolongkeun kana silikon, karbon, walirang, oksida logam jeung sistem logam nurutkeun komponén utama maranéhanana.
Status & Peran Aerogels
Élmuwan nyebutkeun aerogel bakal ngarobah dunya.
Airgel kadaptar salaku salah sahiji luhureun 10 isu sains jeung téhnologi panas dina edisi 250th jurnal AS Élmu. Dina 20 Agustus 2007, The Times ngalaporkeun yén airgel nyaéta padet panghampangna di dunya anu bisa nahan kakuatan ngabeledug 1kg dinamit sarta ngajaga anjeun tina panasna obor di luhur 1300°C. Élmuwan ngajajah pamakéan airgel dina sagalana ti jas spasi super-insulated mun supercapacitors mun katalis ka generasi saterusna rakét ténis. Airgel ngajangjikeun pikeun nandingan generasi bahan legendaris sapertos résin fenolik ti 1930s, serat karbon ti 1980s sareng silikon ti 1990s.
Airgel parantos didaptarkeun dina Guinness Book of World Records sababaraha kali salaku padet panghampangna di dunya. Airgel ogé gaduh konduktivitas termal anu rendah sareng indéks réfraktif sareng insulasi 39 kali langkung seueur tibatan serat gelas anu pangsaéna. Airgel parantos dianggo pikeun ngaisolasi termal stasiun ruang angkasa Mir Rusia sareng rover Pathfinder Mars AS, sareng parantos maénkeun peran penting dina industri aerospace.
Sajarah Pangwangunan Airgel
1931, aerogel munggaran disiapkeun ku Kistler di Stanford University, AS.
1985, simposium munggaran ngeunaan aérogel, katelah ISA, diayakeun ku Institut Fisika di Universitas Würzburg, Jérman.
1993, aérogel dipaké pikeun ngainsulkeun baju luar angkasa, pesawat ruang angkasa sareng angkasa.
2002, Aspen Aerogel, perusahaan NASA, diadegkeun pikeun ngembangkeun sareng ngahasilkeun aerogel.
2004, panalungtikan airgel dilakukeun ku institutes panalungtikan domestik Cina.
2006, pausahaan airgel domestik di Cina mimiti ngembangkeun aerogels.
2017, Cina ngumumkeun, GB / T 34336-201, Produk Insulasi Komposit Nonporous Airgel
2021, Déwan Nagara ngaluarkeun, "Rencana Aksi pikeun Karbon Ngahontal Puncak ku 2023" dina ngagancangkeun panalungtikan sareng pamekaran serat karbon, aerogel, baja khusus sareng bahan dasar sanésna.
Sipat Key of Aerogels
(1) Ultra-cahaya. Airgel mangrupikeun padet anu paling padet di dunya, kalayan kapadetan minimum sapergenep tina massa hawa. Kisaran variasi dénsitas umumna 0.001 ~ 1g / cm³.
(2) Porosity tinggi jeung aréa permukaan husus tinggi. Porosity nyaeta 80% ~ 99.9%, aréa permukaan husus nyaéta 200 ~ 1000m2 / g, sarta ukuran has tina pori nyaeta 1 ~ 100nm.
(3) insulasi termal super. Struktur nano-jaringan langsing aerogel sacara efektif ngabatesan rambatan éksitasi termal lokal, sareng konduktivitas termal solid-state nyaéta 2 ~ 3 ordo gedéna langkung handap tina bahan kaca anu saluyu.
Prinsip insulasi termal aerogel
Ngurangan mindahkeun termal: Jumlah nanopartikel anu henteu terbatas dina airgel ngabentuk kerangka bolong, sareng panas ngan ukur tiasa ngalir sapanjang jumlah nanopartikel anu henteu terbatas. Aliran panas ngan ukur tiasa dilakukeun sapanjang jumlah nanopartikel anu henteu terbatas, nyababkeun jalur transfer panas anu ampir henteu terbatas dina padet. Transfer panas dina padet diréduksi jadi tingkat panghandapna mungkin.
Inhibisi konveksi termal : Ukuran pori rata-rata aerogel nyaéta 20-40 nm, anu langkung alit tibatan rentang bébas rata-rata molekul gas 69 nm, sareng molekul gas dina pori-pori kaleungitan kamampuan pikeun gerak bébas, ngajantenkeun konveksi ampir teu mungkin.
Radiasi termal anu dikirangan : Tembok pori anu kabentuk ku nanopartikel dina aerogel nyaéta tameng infrabeureum, sareng jumlah tameng anu teu terbatas pisan ngirangan radiasi termal.
(4) Katalisis. Ukuran partikel leutik, aréa permukaan spésifik tinggi jeung dénsitas low of airgel nyieun aktivitas sarta selectivity of katalis airgel loba nu leuwih luhur ti katalis konvensional, sarta komponén aktif bisa pisan seragam dispersed dina pamawa, sarta eta oge boga stabilitas termal alus teuing, nu éféktif bisa ngurangan lumangsungna réaksi samping.
(5) Insulasi sora. Sipat laju sora anu rendah tina aérogel ngajadikeun éta bahan idéal pikeun reureuh akustik atanapi insulasi sora suhu luhur. Kisaran variabel impedansi akustik tina airgel ageung [103 ~ 107kg / (㎡-s)], anu mangrupikeun bahan gandeng résistansi akustik anu langkung idéal pikeun detéktor ultrasonik. Résistansi akustik keramik piezoelektrik anu dianggo pikeun generator ultrasonik sareng detéktor nyaéta 1.5 × 107kg / (㎡-s), sedengkeun résistansi akustik hawa ngan ukur 400kg / (㎡-s). Ngagunakeun silikon airgel kalayan kandel 1/4 panjang gelombang sarta dénsitas ngeunaan 0.3g / cm³ salaku bahan gandeng résistansi akustik antara keramik piezoelektrik jeung hawa bisa ningkatkeun inténsitas sora ku 30dB, ngaronjatkeun efisiensi transmisi gelombang akustik jeung ngurangan rasio sinyal-to-noise dina aplikasi alat.
(6) Kinerja filtrasi. Aerogels Nanostructured ogé bisa dipaké salaku tipe anyar bahan filtration gas kacida efisien. Kusabab luas permukaan spésifik anu luar biasa ageung, aérogel disebut ku para ilmuwan salaku "spons super" sareng idéal pikeun nyerep polutan dina cai, nyeuseup timah sareng raksa tina cai, ngajantenkeun bahan anu saé pikeun ngatasi bencana ékologis.
(7) Sipat optik. Airgel SiO₂ murni transparan sareng teu warnaan, sareng indéks réfraktifna (1.006 ~ 1.06) caket pisan sareng hawa, anu hartosna aerogel SiO₂ ampir teu aya réfléksi kana cahaya kajadian sareng sacara efektif tiasa ngirimkeun sinar panonpoé. Ku alatan éta, éta bisa dipaké pikeun nyieun insulasi jeung kaca réduksi noise.
Kanggo inpormasi lengkep atanapi Lambaran Tanggal Téknis & Lambaran Data Kasalametan Bahan, mangga ngahubungi kami via email: [email protected] , atanapi nelepon kami di: +86-28-8411-1861.
Sababaraha gambar sareng téks diproduksi tina Internét, sareng hak ciptana milik pangarang asli. Upami aya palanggaran, mangga ngahubungi kami pikeun ngahapus.