Aerogels-- الثورة متعددة الأبعاد للمواد المستقبلية-1746689760283304
Aerogels - - ثورة متعددة الأبعاد للمواد المستقبلية
ربما تكون قد سمعت عن Aerogel - أخف المادة الخفيفة في العالم ، لكن هل تعرف ذلك؟
دعنا ندخل إلى عالم الخيال العلمي من "الدخان الصلب"!
I. ما هو Airgel؟
Airgel عبارة عن مادة صلبة نانوية تتكون من جزيئات غرواني أو جزيئات البوليمر. كما يوحي الاسم ، إنه جل مليء بالغاز. تم إعداده لأول مرة في عام 1931 من قبل الكيميائي الأمريكي صموئيل كيستلر ① باستخدام تقنية التجفيف فوق الحرجة. المعروف باسم "الدخان الصلب" أو "السحب المجمدة" ، يتم الاحتفال بهذه المادة لكثافة منخفضة للغاية ومسامية فائقة (تصل إلى 99.8 ٪ ② ).
يمكن تصنيف Aerogels إلى Aerogels غير العضوية (مثل السيليكا والألومينا) والهواء العضوي والهواء القائم على الكربون اعتمادًا على تكوينها. يتم استخدام السيليكا الهووجيل ، وهو أقدم النوع التجاري ، على نطاق واسع لخصائص العزل الحرارية الاستثنائية.
II. الخصائص الرئيسية للطيران
الخصائص الفريدة من Aerogels تنبع من بنيةها النانوية ، والتي تمنحهم بالميزات التالية:
حصلت هذه الخصائص على ألقاب Aerogels متعددة غينيس العالمية ، بما في ذلك "أخف العالم الصلبة" و "أفضل المواد العازلة".
III. تطبيقات واسعة للمواد الثورية
مع الأداء الرائد ، تخللت Aerogels عن القطاعات ذات التقنية العالية والمدنية :
في الآونة الأخيرة ، أظهرت Aerogels إمكانات هائلة في الحقول الناشئة مثل بطاريات مركبة الإدارة الحرارية وتخزين/نقل طاقة الهيدروجين.
IV. أداء اختراق في بناء العزل
مقارنة بمواد العزل التقليدية ، تقدم Aerogels مزايا تحويلية:
1 كفاءة رقيقة للغاية: يحقق عزل مكافئ مع 1/5 سمك ، وتوفير مساحة.
2 ثورة خفيفة الوزن: تقلل من الوزن بأكثر من 80 ٪ ، مما يقلل من تكاليف النقل والتركيب.
3 السلامة من الحرائق: تلبي جوية الهووجيل غير العضوية تصنيفات النار من الفئة A1 ، مما يلغي مخاطر الحرائق.
4 الاستقرار طويل الأجل: التكوين غير العضوي يقاوم الشيخوخة ، وضمان عمر الخدمة الممتدة.
5 الصديق للبيئة: انخفاض استهلاك الطاقة في الإنتاج و 30-50 ٪ من توفير الطاقة أثناء الاستخدام.
تم تصميم بطانية عزل Armagel XGC Armagel Armagel Armagel Armagel ، التي تستفيد من إمكانات Airgel ، للتطبيقات ذات درجة الحرارة العالية حتى 650 درجة مئوية. إنه مقاوم للحرائق ، وماء مسعور ، وقابل للتنفس ، ويقلل من مخاطر CUI (التآكل تحت العزل) ، مع الحفاظ على خطوط الأنابيب جافة وتوسيع عمر المعدات.
بالمقارنة مع المنافسين ، توفر بطانيات Armagel الآن أقصى قدر من السمك المضاعف (20 مم مقابل. 10mm) ، تقليل وقت التثبيت. المرونة المحسنة تضمن التصاق ضيق للأنابيب ، وتقليل فجوات الهواء ومخاطر التآكل. طور Armacell العديد من المتغيرات Armagel لتلبية احتياجات العزل في القطاعات البتروكيماوية والصناعية.
من "Marvel Scientific Marvel" في المختبرات إلى الحصان الداكن الصناعي "، تقوم Aerogels بإعادة تشكيل فهم الإنسانية للمواد من خلال خفة تشبه السحابة ، والقوة الشبيهة بالفولاذ ، وعزل الفراغ. مدفوعة بأهداف حياد الكربون ، تتسارع هذه التكنولوجيا التي تعود إلى قرن من الزمان إلى الحياة اليومية ، مما يوفر حلولًا مستدامة للمباني الموفرة للطاقة ، وتنمية الطاقة الجديدة ، واستكشاف الفضاء. مع انخفاض تكاليف الإنتاج وتحسن العمليات ، قد تصبح Aerogels هي المادة المميزة لعصر التكنولوجيا الخضراء.
مراجع
1 كيستلر ، س. S. (1931). الطبيعة ، 127 ، 741.
2 أعلى سجل مسامية (99.98 ٪) من NASA JPL
3 الموصلية الحرارية النموذجية لسيليكا Airgel عند الضغط المحيط ( NIST )
4 المواد اليوم , doi: 10.1016/j.mattod.2019.08.003
5 مواد متقدمة مراجعة: doi: 10.1002/ADMA.201904779
