Aerogels-- Ang multidimensional na rebolusyon ng mga hinaharap na materyales-1746689760283304
Aerogels—— Ang Multidimensional Revolution ng mga hinaharap na materyales
Marahil ay narinig mo ang Aerogel - - ang magaan na solid sa mundo, ngunit alam mo ba ang tungkol dito?
Hakbang tayo sa sci-fi mundo ng "Solid Smoke"!
I. Ano ang Airgel?
Ang airgel ay isang nanoporous solid na materyal na binubuo ng mga colloidal particle o mga molekula ng polimer. Tulad ng iminumungkahi 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 na teknolohiya ng pagpapatayo. Kilala bilang "Solid Smoke" o "Frozen Clouds", Ang materyal na ito ay ipinagdiriwang para sa sobrang mababang density at ultrahigh porosity (hanggang sa 99.8% ② ).
Ang mga aerogels ay maaaring maiuri sa mga hindi organikong aerogels (hal., Silica, alumina), organikong aerogels, at mga aerogels na batay sa carbon depende sa kanilang komposisyon. Ang mga silica aerogels, ang pinakaunang uri ng komersyalisadong uri, ay malawakang ginagamit para sa kanilang pambihirang mga katangian ng pagkakabukod ng thermal.
II. Mga pangunahing katangian ng aerogels
Ang mga natatanging katangian ng mga aerogels ay nagmula sa kanilang nanoporous na istraktura, na pinagkakatiwalaan ang mga ito sa mga sumusunod na tampok:
Ang mga pag -aari na ito ay nakakuha ng mga aerogels ng maraming mga pamagat ng Guinness World Records, kasama ang "Lightest Solid" at "Pinakamahusay na Insulating Material".
III. Malawak na aplikasyon ng isang rebolusyonaryong materyal
Sa pagganap ng groundbreaking, ang mga aerogels ay sumisid sa high-tech at sibilyan na sektor :
Kamakailan lamang, ang mga aerogels ay nagpakita ng napakalawak na potensyal sa mga umuusbong na patlang tulad ng thermal management forelectric-vehicle baterya at hydrogen energy storage/transport.
IV. Pagganap ng pambihirang tagumpay sa pagkakabukod ng pagbuo
Kung ikukumpara sa mga tradisyunal na materyales sa pagkakabukod, ang mga aerogels ay nag -aalok ng mga bentahe ng pagbabago:
1 Ultra-manipis na kahusayan: Nakakamit ang katumbas na pagkakabukod na may 1/5 ang kapal, pag-save ng puwang.
2 Lightweight Revolution: Binabawasan ang timbang ng higit sa 80%, pagbaba ng mga gastos sa transportasyon at pag -install.
3 Kaligtasan ng Sunog: Ang mga inorganic aerogels ay nakakatugon sa mga rating ng apoy ng Class A1, tinanggal ang mga panganib sa sunog.
4 Pangmatagalang katatagan: Ang komposisyon ng hindi organikong lumalaban sa pagtanda, tinitiyak ang pinalawak na buhay ng serbisyo.
5 Eco-friendly: mababang pagkonsumo ng enerhiya ng produksyon at 30-50% na pagtitipid ng enerhiya habang ginagamit.
Ang Armagel XGC Airgel na pagkakabukod ng ARMACEL, ang pag-agaw ng potensyal ng Airgel, ay idinisenyo para sa mga aplikasyon ng high-temperatura hanggang sa 650 ° C. Ito ay lumalaban sa sunog, hydrophobic, nakamamanghang, at binabawasan ang mga panganib sa CUI (kaagnasan sa ilalim ng pagkakabukod), pinapanatili ang mga pipeline na tuyo at nagpapalawak ng habang-buhay na kagamitan.
Kumpara sa mga kakumpitensya, ang mga kumot ng Armagel ay nag -aalok ngayon ng dobleng maximum na kapal (20mm vs. 10mm), pagbabawas ng oras ng pag -install. Ang pinahusay na kakayahang umangkop ay nagsisiguro ng masikip na pagdirikit sa mga tubo, pag -minimize ng mga gaps ng hangin at mga panganib sa kaagnasan. Ang Armacell ay nakabuo ng maraming mga variant ng Armagel upang matugunan ang mga pangangailangan ng pagkakabukod sa mga sektor ng petrochemical at pang -industriya.
Mula sa isang "pang-agham na kamangha-mangha" sa mga lab hanggang sa isang pang-industriya na "materyal na madilim na kabayo," ang mga aerogels ay muling binubuo ang pag-unawa ng sangkatauhan sa mga materyales na may kanilang lightness na tulad ng ulap, lakas na tulad ng bakal, at pagkakabukod na tulad ng vacuum. Hinimok ng mga layunin ng neutrality ng carbon, ang teknolohiyang gulang na ito ay nagpapabilis sa pang-araw-araw na buhay, na nag-aalok ng mga napapanatiling solusyon para sa mga gusali na mahusay na enerhiya, bagong pag-unlad ng enerhiya, at paggalugad sa espasyo. Habang bumababa ang mga gastos sa produksyon at ang mga proseso ay nagpapabuti, ang mga aerogels ay maaaring maging materyal na tanda ng panahon ng berdeng teknolohiya.
Mga Sanggunian
1 Kistler, S. S. (1931). Kalikasan, 127, 741.
2 Pinakamataas na record ng porosity (99.98%) mula sa NASA 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 Mga Advanced na Materyales Suriin: Doi: 10.1002/adma.201904779
