

Aerojeller—— Geleceğin Malzemelerinin Çok Boyutlu Devrimi
Belki aerojel adını duymuşsunuzdur; dünyanın en hafif katı maddesidir, ama bunun hakkında bir şey biliyor musunuz?
"Katı duman"ın bilimkurgu dünyasına adım atalım!
I. Aerogel Nedir ?
Aerojel, kolloidal parçacıklardan veya polimer moleküllerinden oluşan nano gözenekli katı bir malzemedir. Adından da anlaşılacağı gibi, gazla dolu bir jeldir. İlk olarak 1931 yılında Amerikalı kimyager Samuel Kistler ① tarafından süperkritik kurutma teknolojisi kullanılarak üretilmiştir. "Katı duman" veya "donmuş bulutlar" olarak bilinen bu malzeme, son derece düşük yoğunluğu ve ultra yüksek gözenekliliğiyle (yüzde 99,8'e kadar) ünlüdür .).
Aerojeller, bileşimlerine bağlı olarak inorganik aerojeller (örneğin silika, alümina), organik aerojeller ve karbon bazlı aerojeller olarak sınıflandırılabilir. Ticari olarak kullanılan en eski tür olan silika aerojeller, olağanüstü ısı yalıtım özellikleri nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır.
II. Aerojellerin Temel Özellikleri
Aerojellerin benzersiz özellikleri, onlara aşağıdaki özellikleri kazandıran nano gözenekli yapılarından kaynaklanmaktadır:
Bu özellikler aerojellere "Dünyanın En Hafif Katısı" ve "En İyi Yalıtım Malzemesi" gibi birçok Guinness Dünya Rekoru kazandırmıştır.
III. Devrim Niteliğindeki Bir Malzemenin Geniş Uygulamaları
Aerojeller, çığır açan performanslarıyla yüksek teknoloji ve sivil sektörlere nüfuz etmiştir :
Son zamanlarda aerojeller, elektrikli araç bataryaları için termal yönetim ve hidrojen enerjisi depolama/taşıma gibi yeni ortaya çıkan alanlarda muazzam bir potansiyel göstermiştir.
IV. Bina Yalıtımında Çığır Açan Performans
Aerojeller, geleneksel yalıtım malzemelerine kıyasla dönüştürücü avantajlar sunar:
1. Ultra İnce Verimlilik: 1/5 kalınlığında eşdeğer yalıtım sağlar, yerden tasarruf sağlar.
2. Hafiflik Devrimi: Ağırlığı %80'den fazla azaltarak nakliye ve kurulum maliyetlerini düşürür.
3. Yangın Güvenliği: İnorganik aerojeller A1 sınıfı yangın derecelerini karşılayarak yangın risklerini ortadan kaldırır.
4. Uzun Vadeli Stabilite: İnorganik yapısı yaşlanmaya karşı direnç göstererek uzun ömürlü olmasını sağlar.
5. Çevre Dostu: Düşük üretim enerjisi tüketimi ve kullanım sırasında %30-50 enerji tasarrufu .
Armacell'in aerogelin potansiyelinden yararlanan ArmaGel XGC aerogel yalıtım örtüsü, 650°C'ye kadar yüksek sıcaklık uygulamaları için tasarlanmıştır. Yangına dayanıklı, hidrofobik, nefes alabilir ve CUI (Yalıtım Altında Korozyon) risklerini azaltarak boru hatlarını kuru tutar ve ekipman ömrünü uzatır.
Rakiplerine kıyasla, ArmaGel battaniyeler artık iki kat daha fazla maksimum kalınlık (20 mm'ye karşı 10 mm) sunarak montaj süresini kısaltıyor. Gelişmiş esneklik, borulara sıkı yapışma sağlayarak hava boşluklarını ve korozyon risklerini en aza indiriyor. Armacell, petrokimya ve endüstriyel sektörlerin yalıtım ihtiyaçlarını karşılamak için birden fazla ArmaGel çeşidi geliştirdi .
Laboratuvarlarda bir "bilimsel harikadan" endüstriyel bir "malzeme sürprizine" dönüşen aerojeller, bulut benzeri hafiflikleri, çelik benzeri dayanıklılıkları ve vakum benzeri yalıtımlarıyla insanlığın malzeme anlayışını yeniden şekillendiriyor. Karbon nötrlüğü hedefleriyle hareket eden bu asırlık teknoloji, enerji tasarruflu binalar, yeni enerji geliştirme ve uzay araştırmaları için sürdürülebilir çözümler sunarak günlük hayata hızla giriyor. Üretim maliyetleri düştükçe ve süreçler iyileştikçe, aerojeller yeşil teknoloji çağının alametifarikası haline gelebilir .
Referanslar
1. Kistler, SS (1931). Doğa, 127, 741.
2. En yüksek gözeneklilik rekoru (%99,98)NASA JPL
3. Ortam basıncında silika aerojelin tipik termal iletkenliği (NIST )
4. Bugünün Malzemeleri , DOI: 10.1016/j.mattod.2019.08.003
5. Gelişmiş Malzeme İncelemesi: DOI: 10.1002/ adma.201904779