Aerogels: Ang Rebolusyonaryong Insulation Material

Aerogels: Ang Rebolusyonaryong Insulation Material

ang

Ang mga aerogels ay unang pormal na ipinakilala noong 1931. Ang mga ito ay three-dimensional, porous, magaan na solid na materyales na binubuo ng mga nanoparticle na pinagsama-sama upang bumuo ng isang nanoporous na istraktura, na naglalaman ng gaseous dispersing media sa loob ng kanilang mga nanoscale pores. Tinatawag na solid na materyal na may pinakamahusay na pagganap ng pagkakabukod hanggang sa kasalukuyan, ang mga aerogels ay karaniwang pinagsama sa iba pang mga materyales upang bumuo ng mga composite para sa mga praktikal na aplikasyon. Kilala bilang solid na materyal na may pinakamababang thermal conductivity at pinakamababang density, lumilitaw ang mga ito na kasing liwanag ng ambon na may maasul na kulay at kadalasang tinatawag na "asul na usok." Nag-aalok ang Aerogels ng napakahabang buhay ng serbisyo, pambihirang thermal insulation, at superyor na paglaban sa sunog, na nakakuha sa kanila ng titulong "miteryal ng himala na maaaring magbago sa mundo."

Ang mga maginoo na aerogels ay nagpapakita ng isang tiyak na lugar sa ibabaw na ~700 m²/g at porosity na 95%–99.8%. Ang kanilang pantay na distributed nanoporous na istraktura ay halos ganap na humaharang sa pagpapadaloy ng init at kombeksyon, na nagbibigay sa kanila ng higit na mahusay na pagganap ng pagkakabukod kumpara sa mga tradisyonal na materyales. Ang kanilang thermal conductivity ay maaaring kasing baba ng 0.012–0.016 W/(m·K), katumbas ng kalahati lang ng hangin.

Dahil sa kanilang mga natatanging katangian ng pagkakabukod, ang mga aerogels ay malawakang ginagamit sa mga sektor ng aerospace, militar, at pagtatanggol. Ang kanilang mga aplikasyon ay unti-unting lumawak sa mga petrochemical, industriyal na pagmamanupaktura, konstruksiyon, transportasyon, at mga kalakal ng consumer. Sa kasalukuyan, ang mga pangunahing aplikasyon sa ibaba ng agos ay kinabibilangan ng pang-industriya na pagkakabukod ng pipeline (hal., mga proyekto ng langis at gas), pang-industriyang thermal insulation, at pagkakabukod sa pagtatayo ng gusali. Habang lumalawak ang mga application, umuusbong din ang mga merkado sa mga bagong sasakyang pang-enerhiya at panlabas na mga produkto ng consumer.

Saklaw na ngayon ng mga Aerogels ang isang malawak na hanay ng mga uri. Batay sa hitsura, ang mga ito ay ikinategorya bilang mga monolith, pulbos, o manipis na pelikula. Sa paraan ng paghahanda, kasama nila ang mga aerogels, xerogel, at cryogel. Sa pamamagitan ng matrix composition, inuri sila bilang inorganic, organic, hybrid, o composite aerogels.

Ipinakikita ng pananaliksik na higit sa 70% ng pagkonsumo ng enerhiya ng gusali ay nagreresulta mula sa paglipat ng init sa pamamagitan ng mga sobre ng gusali. Ang pagbabawas ng pagkawala ng enerhiya sa paglipat ng init sa mga istrukturang ito ay kritikal para sa pagpapababa ng kabuuang pagkonsumo ng enerhiya ng gusali.

Ang mga materyales sa pagkakabukod ay maaaring nahahati sa inorganic at organic na mga kategorya sa pamamagitan ng kemikal na komposisyon. Ang mga inorganic na materyales (hal., rock wool, glass wool, foamed cement, vacuum insulation panel, aerogels) ay hindi nasusunog. Ang mga organikong materyales (hal., EPS, XPS, polyurethane) ay nag-aalok ng mas mahusay na pagkakabukod ngunit nasusunog, naglalabas ng mga nakakalason na gas kapag nasusunog at nangangailangan ng mga flame retardant.

Aerogel Blankets: Isang Competitive Inorganic Insulation Solution
Bilang isang nobelang inorganic na insulation material, ang mga airgel blanket—bagaman magastos—ay nag-aalok ng mahusay na thermal performance, simpleng pag-install, at mahabang buhay ng serbisyo. Kung isasaalang-alang ang mga pangmatagalang benepisyo sa pagtitipid ng enerhiya at pagtitipid sa gastos, pinatutunayan ng mga ito na lubos na mapagkumpitensya.

Sa kasalukuyan, ang mga oxide aerogels ay ang pinaka-industrially mature at malawakang inilapat. Ang mga aerogels ay may iba't ibang anyo: kumot, tabla, tela, papel, particle, pulbos, coatings, at custom-shaped na bahagi. Ang pagkakaiba-iba ng produktong ito ay nagbibigay-daan sa nababaluktot at malawak na mga aplikasyon sa ibaba ng agos.

Salamat sa kanilang mga natatanging katangian ng pagkakabukod, ang industriya ng airgel ay nasa isang yugto ng paglago sa buong mundo, na may mabilis na paglawak sa maraming sektor. Ayon sa komprehensibong mga pagtataya, ang pandaigdigang merkado ng airgel ay inaasahang lalago sa isang tambalang taunang rate ng paglago (CAGR) na humigit-kumulang 10%.

Ang Kinabukasan sa Konstruksyon
Ang mga Aerogels ay nakahanda upang gampanan ang isang lalong mahalagang papel sa hinaharap ng industriya ng konstruksiyon, na nag-aalok ng mas malawak na mga prospect ng aplikasyon at nagtutulak ng makabagong pagbabago sa enerhiya.