

აეროგელები — მომავლის მასალების მრავალგანზომილებიანი რევოლუცია
შესაძლოა გსმენიათ აეროგელის — მსოფლიოში ყველაზე მსუბუქი მყარი სხეულის — შესახებ, მაგრამ იცით თუ არა მის შესახებ?
მოდით, „მყარი კვამლის“ სამეცნიერო ფანტასტიკის სამყაროში შევაბიჯოთ!
I. რა არის აეროგელი ?
აეროგელი არის ნანოფოროვანი მყარი მასალა, რომელიც შედგება კოლოიდური ნაწილაკების ან პოლიმერული მოლეკულებისგან. როგორც სახელიდან ჩანს, ეს არის გაზით სავსე გელი. ის პირველად 1931 წელს მოამზადა ამერიკელმა ქიმიკოსმა სამუელ კისტლერმა ① ზეკრიტიკული გაშრობის ტექნოლოგიის გამოყენებით. ცნობილია როგორც „მყარი კვამლი“ ან „გაყინული ღრუბლები“, ეს მასალა ცნობილია უკიდურესად დაბალი სიმკვრივით და ულტრამაღალი ფორიანობით (99.8%-მდე ②).
აეროგელები მათი შემადგენლობის მიხედვით შეიძლება დაიყოს არაორგანულ აეროგელებად (მაგ., სილიციუმი, ალუმინის ოქსიდი), ორგანულ აეროგელებად და ნახშირბადზე დაფუძნებულ აეროგელებად. სილიციუმის აეროგელები, რომლებიც ყველაზე ადრეული კომერციალიზებული ტიპია, ფართოდ გამოიყენება მათი განსაკუთრებული თბოიზოლაციის თვისებების გამო.
II. აეროგელების ძირითადი მახასიათებლები
აეროგელების უნიკალური თვისებები განპირობებულია მათი ნანოფოროვანი სტრუქტურით, რაც მათ შემდეგი მახასიათებლებით ანიჭებს:
ამ თვისებებმა აეროგელებს გინესის რეკორდების მრავალი ტიტული მოუტანა, მათ შორის „მსოფლიოში ყველაზე მსუბუქი მყარი სხეულის“ და „საუკეთესო საიზოლაციო მასალის“ ტიტულების.
III. რევოლუციური მასალის ფართო გამოყენება
ინოვაციური შედეგებით, აეროგელებმა შეაღწიეს მაღალტექნოლოგიურ და სამოქალაქო სექტორებში :
ბოლო დროს, აეროგელებმა უზარმაზარი პოტენციალი გამოავლინეს ისეთ ახალ სფეროებში, როგორიცაა ელექტრომობილების ბატარეების თერმული მართვა და წყალბადის ენერგიის შენახვა/ტრანსპორტირება.
IV. შენობების იზოლაციის გარღვევის მაჩვენებელი
ტრადიციულ საიზოლაციო მასალებთან შედარებით, აეროგელებს ტრანსფორმაციული უპირატესობები აქვთ:
1. ულტრა თხელი ეფექტურობა: აღწევს ეკვივალენტურ იზოლაციას სისქის 1/5-ით, რაც ზოგავს ადგილს.
2. მსუბუქი წონის რევოლუცია: წონას 80%-ზე მეტით ამცირებს, რაც ტრანსპორტირებისა და მონტაჟის ხარჯებს ამცირებს.
3. ხანძარსაწინააღმდეგო უსაფრთხოება: არაორგანული აეროგელები აკმაყოფილებენ A1 კლასის ხანძარსაწინააღმდეგო რეიტინგებს, რაც გამორიცხავს ხანძრის რისკებს.
4. ხანგრძლივი სტაბილურობა: არაორგანული შემადგენლობა ეწინააღმდეგება დაბერებას, რაც უზრუნველყოფს გახანგრძლივებულ მომსახურების ვადას.
5. ეკოლოგიურად სუფთა: დაბალი ენერგომოხმარება წარმოებაში და 30–50%-იანი ენერგიის დაზოგვა გამოყენების დროს .
Armacell-ის ArmaGel XGC აეროგელის საიზოლაციო საფარი, რომელიც იყენებს აეროგელის პოტენციალს, შექმნილია 650°C-მდე მაღალი ტემპერატურის გამოყენებისთვის. ის ცეცხლგამძლე, ჰიდროფობიური, სუნთქვადია და ამცირებს იზოლაციის ქვეშ კოროზიის (CUI) რისკებს, ინარჩუნებს მილსადენების სიმშრალეს და ახანგრძლივებს აღჭურვილობის სიცოცხლის ხანგრძლივობას.
კონკურენტებთან შედარებით, ArmaGel-ის საბნები ამჟამად გაორმაგებულ მაქსიმალურ სისქეს გვთავაზობენ (20 მმ 10 მმ-ის წინააღმდეგ), რაც ამცირებს მონტაჟის დროს. გაუმჯობესებული მოქნილობა უზრუნველყოფს მილებზე მჭიდროდ მიკვრას, ამცირებს ჰაერის ნაპრალებს და კოროზიის რისკებს. Armacell-მა შეიმუშავა ArmaGel-ის მრავალი ვარიანტი, რათა დააკმაყოფილოს ნავთობქიმიური და სამრეწველო სექტორების იზოლაციის საჭიროებები .
ლაბორატორიებში არსებული „სამეცნიერო საოცრებიდან“ სამრეწველო „მატერიალურ ბნელ ცხენამდე“, აეროგელები ცვლიან კაცობრიობის წარმოდგენას მასალების შესახებ მათი ღრუბლის მსგავსი სიმსუბუქით, ფოლადის მსგავსი სიმტკიცით და ვაკუუმის მსგავსი იზოლაციით. ნახშირბადის ნეიტრალიტეტის მიზნებით ამოძრავებული ეს საუკუნოვანი ტექნოლოგია სწრაფად შემოდის ყოველდღიურ ცხოვრებაში და გვთავაზობს მდგრად გადაწყვეტილებებს ენერგოეფექტური შენობებისთვის, ახალი ენერგიის განვითარებისა და კოსმოსური კვლევისთვის. წარმოების ხარჯების შემცირებისა და პროცესების გაუმჯობესების კვალდაკვალ, აეროგელები შეიძლება გახდეს მწვანე ტექნოლოგიების ეპოქის დამახასიათებელი მასალა .
ცნობები
1. კისტლერი, SS (1931). ბუნება, 127, 741.
2. ყველაზე მაღალი ფორიანობის რეკორდი (99.98%)NASA JPL
3. სილიციუმის აეროგელის ტიპიური თბოგამტარობა გარემოს წნევაზე (NIST )
4. მასალები დღეს , DOI: 10.1016/j.mattod.2019.08.003
5. მოწინავე მასალების მიმოხილვა: DOI: 10.1002/ adma.201904779


WeChat WhatsApp