Аэрогельдер: революциялық оқшаулағыш материал
Аэрогельдер: революциялық оқшаулағыш материал
.
Аэрогельдер алғаш рет 1931 жылы ресми түрде енгізілді. Олар нанокеуекті құрылымды құрайтын нанобөлшектерден тұратын, нанокөлемді кеуектерінде газ тәрізді дисперсті ортаны қамтитын үш өлшемді, кеуекті, жеңіл қатты материалдар. Бүгінгі күні ең жақсы оқшаулау өнімділігі бар қатты материал ретінде бағаланатын аэрогельдер әдетте практикалық қолдану үшін композиттер жасау үшін басқа материалдармен біріктіріледі. Ең төмен жылу өткізгіштігі және ең аз тығыздығы бар қатты материал ретінде белгілі, олар көкшіл реңктері бар тұман сияқты жеңіл көрінеді және жиі «көк түтін» деп аталады. Аэрогельдер ультра ұзақ қызмет ету мерзімін, ерекше жылу оқшаулауын және жоғары отқа төзімділігін ұсынады, бұл оларға «әлемді өзгерте алатын ғажайып материал» деген атаққа ие болды.
Кәдімгі аэрогельдердің меншікті бетінің ауданы ~700 м²/г және кеуектілігі 95%-99,8%. Олардың біркелкі бөлінген нанокеуекті құрылымы жылу өткізгіштігі мен конвекциясын толығымен дерлік блоктайды, бұл оларға дәстүрлі материалдармен салыстырғанда әлдеқайда жоғары оқшаулау өнімділігін береді. Олардың жылу өткізгіштігі 0,012–0,016 Вт/(м·К) төмен болуы мүмкін, бұл ауаның тек жартысына тең.
Ерекше оқшаулау қасиеттеріне байланысты аэрогельдер аэроғарыштық, әскери және қорғаныс салаларында кеңінен қолданылады. Олардың қолдану аясы бірте-бірте мұнай-химия, өнеркәсіптік өндіріс, құрылыс, көлік және халық тұтынатын тауарларға кеңейді. Қазіргі уақытта бастапқы төменгі ағынды қолданбаларға өнеркәсіптік құбырларды оқшаулау (мысалы, мұнай және газ жобалары), өнеркәсіптік жылу оқшаулау және ғимарат құрылысын оқшаулау кіреді. Қолданбалар кеңейген сайын жаңа энергетикалық көліктер мен сыртқы тұтыну өнімдерінің нарықтары да пайда болуда.
Аэрогельдер қазір кең ауқымды түрлерді қамтиды. Сыртқы түріне қарай олар монолиттер, ұнтақтар немесе жұқа қабықшалар болып бөлінеді. Дайындау әдісі бойынша оларға аэрогельдер, ксерогельдер және криогельдер жатады. Матрицалық құрамы бойынша олар бейорганикалық, органикалық, гибридті немесе композиттік аэрогельдер болып жіктеледі.
Зерттеулер көрсеткендей, ғимарат энергиясын тұтынудың 70% -дан астамы ғимарат конверттері арқылы жылу беруден туындайды. Бұл құрылымдарда жылу беру энергиясының жоғалуын азайту ғимараттың жалпы энергия тұтынуын азайту үшін өте маңызды.
Химиялық құрамы бойынша оқшаулағыш материалдарды бейорганикалық және органикалық категорияларға бөлуге болады. Бейорганикалық материалдар (мысалы, тас жүн, шыны жүн, көбіктелген цемент, вакуумды оқшаулағыш панельдер, аэрогельдер) жанбайды. Органикалық материалдар (мысалы, EPS, XPS, полиуретан) жақсы оқшаулауды ұсынады, бірақ жанғыш, жанған кезде улы газдарды бөледі және жалынға қарсы заттарды қажет етеді.
Аэрогель көрпелері: бәсекеге қабілетті бейорганикалық оқшаулау шешімі
Жаңа бейорганикалық оқшаулағыш материал ретінде аэрогельді көрпе, қымбат болса да, тамаша термиялық өнімділікті, қарапайым орнатуды және ұзақ қызмет ету мерзімін ұсынады. Ұзақ мерзімді энергияны үнемдейтін артықшылықтарды және шығындарды үнемдеуді қарастырғанда, олар жоғары бәсекеге қабілетті.
Қазіргі уақытта оксидті аэрогельдер өнеркәсіпте ең жетілген және кеңінен қолданылады. Аэрогельдер әртүрлі формаларда келеді: көрпелер, тақталар, маталар, қағаздар, бөлшектер, ұнтақтар, жабындар және тапсырыс бойынша пішінді бөлшектер. Бұл өнімнің әртүрлілігі икемді және кең ағынды қолданбаларға мүмкіндік береді.
Керемет оқшаулау қасиеттерінің арқасында аэрогель өнеркәсібі дүние жүзінде өсу сатысында, көптеген секторлар бойынша жылдам кеңеюде. Кешенді болжамдарға сәйкес, жаһандық аэрогель нарығы шамамен 10% құрайтын жылдық өсу қарқынымен (CAGR) өседі деп күтілуде.
Құрылыстағы болашақ
Аэрогельдер құрылыс индустриясының болашағында барған сайын маңызды рөл атқаруға дайын, олар кеңірек қолдану перспективаларын ұсынып, энергияны үнемдейтін инновацияларды алға тартады.
