الهلام الهوائي: مادة العزل الثورية
الهلام الهوائي: مادة العزل الثورية
طُرِحَت الهلاميات الهوائية رسميًا لأول مرة عام ١٩٣١. وهي مواد صلبة ثلاثية الأبعاد، مسامية، وخفيفة الوزن، تتكون من جسيمات نانوية تتجمع لتشكل بنية نانوية المسام، تحتوي على وسائط تشتيت غازية داخل مسامها النانوية. تُعتبر الهلاميات الهوائية المادة الصلبة الأفضل أداءً في العزل حتى الآن، وعادةً ما تُدمج مع مواد أخرى لتكوين مواد مركبة للتطبيقات العملية. تُعرف بأنها المادة الصلبة ذات أقل موصلية حرارية وأقل كثافة، وتبدو خفيفة كالضباب ذي لون مزرق، وغالبًا ما تُسمى "الدخان الأزرق". تتميز الهلاميات الهوائية بعمر خدمة طويل للغاية، وعزل حراري استثنائي، ومقاومة فائقة للحريق، مما أكسبها لقب "المادة المعجزة التي ستغير العالم".
تتميز الهلاميات الهوائية التقليدية بمساحة سطحية نوعية تبلغ حوالي 700 متر مربع/غرام، ومسامية تتراوح بين 95% و99.8%. يمنع تركيبها النانوي المسامي الموزع بالتساوي التوصيل الحراري والحمل الحراري بشكل شبه كامل، مما يمنحها أداء عزل حراري متفوقًا بكثير مقارنةً بالمواد التقليدية. يمكن أن تصل موصليتها الحرارية إلى 0.012-0.016 واط/متر·كلفن، أي ما يعادل نصف موصلية الهواء فقط.
بفضل خصائصها العازلة الاستثنائية، تُستخدم الهلاميات الهوائية على نطاق واسع في قطاعات الطيران والفضاء والجيش والدفاع. وقد توسعت تطبيقاتها تدريجيًا لتشمل البتروكيماويات، والتصنيع الصناعي، والبناء، والنقل، والسلع الاستهلاكية. حاليًا، تشمل التطبيقات النهائية الرئيسية عزل الأنابيب الصناعية (مثل مشاريع النفط والغاز)، والعزل الحراري الصناعي، وعزل المباني. ومع اتساع نطاق التطبيقات، تبرز أيضًا أسواق مركبات الطاقة الجديدة والمنتجات الاستهلاكية الخارجية.
تشمل الهلاميات الهوائية الآن مجموعة واسعة من الأنواع. بناءً على مظهرها، تُصنف إلى كتل، أو مساحيق، أو أغشية رقيقة. وتشمل، حسب طريقة التحضير، الهلاميات الهوائية، والهلاميات الجافة، والهلاميات المبردة. أما من حيث تركيب المصفوفة، فتُصنف إلى: غير عضوية، أو عضوية، أو هجينة، أو مركبة.
تشير الأبحاث إلى أن أكثر من 70% من استهلاك الطاقة في المباني ناتج عن انتقال الحرارة عبر أغلفة المباني. ويُعدّ تقليل فقدان الطاقة الناتجة عن انتقال الحرارة في هذه الهياكل أمرًا بالغ الأهمية لخفض استهلاك الطاقة الإجمالي في المباني.
يمكن تقسيم مواد العزل إلى فئتين: غير عضوية وعضوية، وذلك حسب تركيبها الكيميائي. المواد غير العضوية (مثل الصوف الصخري، والصوف الزجاجي، والأسمنت الرغوي، وألواح العزل الفراغية، والهلام الهوائي) غير قابلة للاشتعال. أما المواد العضوية (مثل البوليسترين الممدد (EPS)، والبولي يوريثان المبثوق (XPS)، والبولي يوريثان) فتتميز بعزل أفضل، لكنها قابلة للاشتعال، وتُطلق غازات سامة عند احتراقها، وتتطلب استخدام مثبطات اللهب.
بطانيات الهلام الهوائي: حل عزل غير عضوي تنافسي
تُعدّ بطانيات الهلام الهوائي مادة عزل غير عضوية مبتكرة، ورغم تكلفتها العالية، إلا أنها توفر أداءً حراريًا ممتازًا، وسهولة في التركيب، وعمرًا افتراضيًا طويلًا. وبالنظر إلى فوائدها طويلة الأمد في توفير الطاقة وتوفير التكاليف، فإنها تُثبت قدرتها التنافسية العالية.
حاليًا، يُعدّ الهلام الهوائي الأكسيدي الأكثر نضجًا صناعيًا وانتشارًا. يتوفر الهلام الهوائي بأشكال متنوعة: بطانيات، ألواح، أقمشة، أوراق، جزيئات، مساحيق، طلاءات، وقطع مُصممة خصيصًا. يُتيح هذا التنوع في المنتجات تطبيقات مرنة وواسعة النطاق في المراحل اللاحقة.
بفضل خصائصها العازلة المتميزة، تشهد صناعة الهلام الهوائي نموًا عالميًا متسارعًا في قطاعات متعددة. ووفقًا لتوقعات شاملة، من المتوقع أن ينمو سوق الهلام الهوائي العالمي بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ حوالي 10%.
المستقبل في البناء
من المتوقع أن تلعب المواد الهلامية الهوائية دورًا حيويًا متزايد الأهمية في مستقبل صناعة البناء، حيث توفر آفاق تطبيق أوسع وتدفع عجلة الابتكار في مجال كفاءة الطاقة.
