

Aerogels——Ang Multidimensional Revolution ng Future Materials
Marahil ay narinig mo na ang aerogel——ang pinakamagaan na solid sa mundo, ngunit alam mo ba ang tungkol dito?
Halika na tayo sa sci-fi world ng "solid smoke"!
I. Ano ang Aerogel ?
Ang Airgel ay isang nanoporous solid material na binubuo ng mga colloidal particle o polymer molecule. Gaya ng ipinahihiwatig ng pangalan, ito ay isang gel na puno ng gas. Una itong inihanda noong 1931 ng American chemist na si Samuel Kistler ① gamit ang supercritical drying technology. Kilala bilang "solid smoke" o "frozen clouds", ang materyal na ito ay ipinagdiriwang dahil sa napakababa nitong density at napakataas na porosity (hanggang sa 99.8% ②).
Ang mga aerogels ay maaaring uriin sa mga inorganic na aerogels (hal., silica, alumina), mga organikong aerogels, at carbon-based na aerogels depende sa kanilang komposisyon. Ang silica aerogels, ang pinakaunang komersyalisadong uri, ay malawakang ginagamit para sa kanilang mga natatanging katangian ng thermal insulation.
II. Mga Pangunahing Katangian ng Aerogels
Ang mga natatanging katangian ng aerogels ay nagmumula sa kanilang nanoporous na istraktura, na nagbibigay sa kanila ng mga sumusunod na tampok:
Ang mga ari-arian na ito ay nakakuha ng mga aerogels ng maraming titulo sa Guinness World Records, kabilang ang "World's Lightest Solid" at "Best Insulating Material".
III. Malawak na Aplikasyon ng isang Rebolusyonaryong Materyal
Sa groundbreaking na pagganap, ang mga aerogels ay tumagos sa mga high-tech at sibilyang sektor :
Kamakailan, ang mga aerogels ay nagpakita ng napakalaking potensyal sa mga umuusbong na larangan tulad ng thermal management para sa mga baterya ng sasakyang pang-elektrik at imbakan/transportasyon ng enerhiya ng hydrogen.
IV. Breakthrough Performance sa Building Insulation
Kung ikukumpara sa mga tradisyunal na materyales sa pagkakabukod, ang mga aerogels ay nag-aalok ng mga pakinabang ng pagbabago:
'
1. Ultra-Thin Efficiency: Nakakamit ng katumbas na insulation na may 1/5 ang kapal, nakakatipid ng espasyo.
2. Lightweight Revolution: Binabawasan ang timbang ng higit sa 80%, binabawasan ang mga gastos sa transportasyon at pag-install.
3. Kaligtasan sa Sunog: Ang mga inorganikong aerogels ay nakakatugon sa mga rating ng sunog ng Class A1, na inaalis ang mga panganib sa sunog.
4. Pangmatagalang Katatagan: Ang inorganic na komposisyon ay lumalaban sa pagtanda, na tinitiyak ang pinahabang buhay ng serbisyo.
5. Eco-Friendly: Mababang pagkonsumo ng enerhiya sa produksyon at 30–50% na pagtitipid sa enerhiya habang ginagamit .
Ang ArmaGel XGC airgel insulation blanket ng Armacell, na ginagamit ang potensyal ng aerogel, ay idinisenyo para sa mga application na may mataas na temperatura hanggang sa 650°C. Ito ay lumalaban sa sunog, hydrophobic, nakakahinga, at binabawasan ang mga panganib sa CUI (Corrosion Under Insulation), pinananatiling tuyo ang mga pipeline at nagpapahaba ng tagal ng kagamitan.
Kung ikukumpara sa mga kakumpitensya, nag-aalok na ngayon ang mga kumot ng ArmaGel ng dobleng maximum na kapal (20mm kumpara sa 10mm), na binabawasan ang oras ng pag-install. Tinitiyak ng pinahusay na kakayahang umangkop ang mahigpit na pagkakadikit sa mga tubo, pinapaliit ang mga puwang ng hangin at mga panganib sa kaagnasan. Nakabuo ang Armacell ng maraming variant ng ArmaGel upang matugunan ang mga pangangailangan sa pagkakabukod sa mga sektor ng petrochemical at industriya .
Mula sa isang "pang-agham na kababalaghan" sa mga lab hanggang sa isang pang-industriya na "materyal na dark horse," muling hinuhubog ng mga aerogels ang pagkaunawa ng sangkatauhan sa mga materyales gamit ang kanilang mala-ulap na liwanag, mala-bakal na lakas, at mala-vacuum na pagkakabukod. Hinihimok ng mga layunin sa neutralidad ng carbon, ang teknolohiyang ito sa siglong gulang ay bumibilis sa pang-araw-araw na buhay, nag-aalok ng mga napapanatiling solusyon para sa mga gusaling matipid sa enerhiya, pagbuo ng bagong enerhiya, at paggalugad sa kalawakan. Habang bumababa ang mga gastos sa produksyon at bumubuti ang mga proseso, ang mga aerogels ay maaaring maging pangunahing materyal ng panahon ng berdeng teknolohiya .
Mga sanggunian
1. Kistler, SS (1931). Kalikasan, 127, 741.
2. Pinakamataas na tala ng porosity (99.98%) mula saNASA JPL
3. Karaniwang thermal conductivity ng silica airgel sa ambient pressure (NIST )
4. Mga Materyales Ngayon , DOI: 10.1016/j.mattod.2019.08.003
5. Pagsusuri sa Advanced na Materyal : DOI: 10.1002/ adma.201904779


WeChat WhatsApp