loading

Аэрогели — многомерная революция материалов будущего

Аэрогели — многомерная революция материалов будущего

Возможно, вы слышали об аэрогеле — самом легком твердом веществе в мире, но знаете ли вы о нем что-нибудь?

Давайте окунемся в научно-фантастический мир «сплошного дыма»!

I. Что такое аэрогель ?

Аэрогель — это нанопористый твердый материал, состоящий из коллоидных частиц или полимерных молекул. Как следует из названия, это гель, наполненный газом. Впервые он был получен в 1931 году американским химиком Сэмюэлем Кистлеромс использованием технологии сверхкритической сушки. Известный как «твердый дым» или «замороженные облака», этот материал славится своей чрезвычайно низкой плотностью и сверхвысокой пористостью (до 99,8% ②).).

В зависимости от состава аэрогели можно разделить на неорганические (например, на основе диоксида кремния, оксида алюминия), органические и углеродные. Силиконовые аэрогели, самый ранний из коммерчески доступных типов, широко используются благодаря своим исключительным теплоизоляционным свойствам.

QQ20250507-093608

II. Основные характеристики аэрогелей

Уникальные свойства аэрогелей обусловлены их нанопористой структурой, которая наделяет их следующими особенностями:

Аэрогели — многомерная революция материалов будущего 2
Сверхнизкая плотность
Всего 3 мг/см³, что всего в три раза превышает плотность воздуха.
Аэрогели — многомерная революция материалов будущего 3
Чрезвычайно низкая теплопроводность
Всего 0,013 Вт/(м·К) ③ при комнатной температуре, что обеспечивает в 10 раз лучшую изоляцию, чем традиционные материалы.
Аэрогели — многомерная революция материалов будущего 4
Высокая удельная площадь поверхности
До 1000 м² на грамм материала.
 QQ20250507-115725
Оптическая прозрачность и электроизоляция
Некоторые аэрогели (например, диоксид кремния) полупрозрачны, сохраняя при этом отличную электроизоляцию.
 QQ20250507-115725
Экстремальная устойчивость к окружающей среде
Выдерживает температуры от -200°C до 1200°C④, а некоторые типы устойчивы к воздействию сильных кислот и щелочей.

Благодаря этим свойствам аэрогели неоднократно попадали в Книгу рекордов Гиннеса, в том числе «Самый легкий в мире твердый материал» и «Лучший изоляционный материал».

III. Широкое применение революционного материала

Благодаря своим новаторским характеристикам аэрогели проникли в высокотехнологичные и гражданские секторы :

Аэрокосмическая промышленность
Теплоизоляция топливных баков космических аппаратов и ракетных двигателей.
Промышленное оборудование
Высокоэффективная изоляция для нефтепроводов и резервуаров для хранения СПГ.
 b9d9777261b1d7914ba59c268a2aa89d43047faf31f64-mp9g
Электроника
Облегченная система терморегулирования для базовых станций 5G и литиевых аккумуляторов.
Потребительские товары
Теплоизоляционные слои в высококачественной одежде для активного отдыха.

В последнее время аэрогели продемонстрировали огромный потенциал в таких новых областях, как терморегулирование аккумуляторов электромобилей и хранение/транспортировка энергии на водороде.

IV. Прорыв в области строительной изоляции

По сравнению с традиционными изоляционными материалами аэрогели обладают рядом преимуществ:

​​

1. Сверхтонкая эффективность: обеспечивает эквивалентную изоляцию при толщине в 1/5, экономя пространство.

2. Lightweight Revolution: снижение веса более чем на 80%, снижение затрат на транспортировку и установку.

3. Пожарная безопасность: неорганические аэрогели соответствуют классу пожарной безопасности А1, что исключает риск возникновения пожара.

4. Долгосрочная стабильность: Неорганический состав устойчив к старению, обеспечивая длительный срок службы.

5. Экологичность: низкое энергопотребление при производстве и экономия энергии во время использования на 30–50% .

气凝胶 (3)

Теплоизоляционный материал ArmaGel XGC на основе аэрогеля от Armacell, использующий потенциал аэрогеля, предназначен для использования при высоких температурах до 650 °C. Он огнестойкий, гидрофобный, воздухопроницаемый и снижает риск коррозии под изоляцией (CUI), сохраняя трубопроводы сухими и продлевая срок службы оборудования.

По сравнению с конкурентами, маты ArmaGel теперь имеют вдвое большую максимальную толщину (20 мм против 10 мм), что сокращает время монтажа. Повышенная гибкость обеспечивает плотное прилегание к трубам, минимизируя воздушные зазоры и риск коррозии. Компания Armacell разработала несколько вариантов ArmaGel для удовлетворения потребностей в изоляции в нефтехимической и промышленной отраслях .

气凝胶板
气凝胶 (2)

От «научного чуда» в лабораториях до «тёмной лошадки» в промышленности – аэрогели меняют представление человечества о материалах благодаря своей лёгкости, сравнимой с облаком, прочности, сравнимой со сталью, и изоляции, сравнимой с вакуумом. Стремясь к достижению углеродной нейтральности, эта вековая технология стремительно входит в повседневную жизнь, предлагая экологичные решения для энергоэффективных зданий, развития новых источников энергии и освоения космоса. По мере снижения производственных затрат и совершенствования технологических процессов аэрогели могут стать символом эпохи зелёных технологий .


Ссылки

1. Кистлер, СС (1931). Природа, 127, 741.

2. Самый высокий показатель пористости (99,98%) изNASA JPL

3. Типичная теплопроводность аэрогеля кремния при давлении окружающей среды (NIST )

4. Материалы сегодня , DOI: 10.1016/j.mattod.2019.08.003

5. Обзор расширенных материалов : DOI: 10.1002/ adma.201904779

предыдущий
Почему стекловата является отличным выбором для звукопоглощающих и шумоподавляющих строительных материалов?
Влияние конденсации на стеклянные изоляционные материалы и растворы
следующий
Рекомендуется для вас
нет данных
Свяжись с нами
ABOUT US
Тел.: +86 021-64431102
WhatsApp: +86 17740800950
Электронная почта:info@myreal.cn
Адрес: комната 516, здание 2, улица Цзинлянь, д. 398, район Миньхан, Шанхай, Китай

WeChat WhatsApp

Авторские права © 2025 MYREAL ENERGY SAVING |沪ICP备20022714号-1
Customer service
detect