Aerogel чист?

Таваллуди Эйрогел

Дар соли 1931, Кистлер бо истифода аз усули хушккунии спиртии суперкритикӣ моеъро аз сахт ҷудо кард ва сохтори газро аз камшавӣ ва фурӯпошӣ нигоҳ дошт, ки дар натиҷа аэрогел дар ҷаҳон пайдо шуд.

Таърифи Airgel
Аэрогел як маводи сахти аморфии сабуки нанопороз мебошад, ки бо микрозарраҳои миқёси нанометрӣ бо ҳамдигар муттаҳид шуда, сохтори шабакаи миқёси нанометриро ташкил медиҳанд ва бо миқдори зиёди васоити парокандагии газӣ дар скелети шабака пур карда мешаванд.

Аэрогельхо на танхо материали функсионалй, балки холати нави материя хам мебошанд. Ҳолати аэрогел аз дигар ҳолатҳои материя бо бисёр хосиятҳо ба куллӣ фарқ мекунад. Он андоза ва шакли собит ба монанди моддаи сахт дорад, аммо зичии зоҳирии он метавонад аз ҳадди аксар аз 1 г/см0.001 то XNUMX г/смXNUMX (пасттар аз зичии ҳаво) бошад; дар айни замон, он дорои сохтори рахнашакли исфанҷӣ буда, дорои хосиятҳои сершумори микроскопӣ (скелети наномикёс), макроскопӣ (материаи конденсатсионӣ) ва мезоскопӣ (сохти бисёрсатҳи ва фракталӣ) мебошад, ки аэрогелҳоро дорои хосиятҳои зиёди беназир мегардонад. Он гузариши гармии хеле паст, модули чандирии хеле паст, суръати хеле пасти фонон, нишондиҳандаи хеле пасти шикаста, доимии диэлектрикии паст, суръати хеле пасти садо, майдони баланди сатҳи мушаххас, зичии хеле васеъ ва тақсимоти шохиси шикастан ва ғайраро нишон медиҳад.

Таснифи аэрогелҳо
Доираи васеи аэрогельхо мавчуданд, ки кариб хамаи системахои моддиро фаро мегиранд. Умуман, аз рӯи таркиби химиявӣ онҳоро ба аэрогелҳои органикӣ, аэрогелҳои ғайриорганикӣ ва аэрогелҳои таркибӣ ва ғайра ҷудо кардан мумкин аст. Аэрогельҳоро инчунин аз рӯи ҷузъҳои асосии худ ба кремний, карбон, сулфур, оксиди металлӣ ва системаҳои металлӣ тақсим кардан мумкин аст.

Ҳолат ва нақши аэрогелҳо
Олимон мегӯянд, ки аэрогелҳо ҷаҳонро тағир медиҳанд.

Airgel дар шумораи 10-уми маҷаллаи амрикоии Science ҳамчун яке аз 250 масъалаҳои доғи илм ва технология номбар шудааст. 20 августи соли 2007, The Times хабар дод, ки аэрогел сабуктарин сахти ҷаҳон аст, ки метавонад ба қудрати таркиши 1 кг динамит тобовар бошад ва шуморо аз гармии оташдон аз 1300 ° C дур нигоҳ дорад. Олимон истифодаи аэрогелро дар ҳама чиз аз костюмҳои кайҳонии аз ҳад изолятсияшуда то суперконденсаторҳо то катализаторҳо то насли ояндаи ракеткаи теннис меомӯзанд. Airgel ба наслҳои рақиб маводи афсонавӣ, аз қабили қатрони фенолӣ аз солҳои 1930, нахи карбон аз солҳои 1980 ва силикон аз солҳои 1990 ваъда медиҳад.

Аэрогел борҳо ба китоби рекордҳои Гиннес ҳамчун сахти сабуктарин дар ҷаҳон шомил шудааст. Аэрогел инчунин дорои кобилияти гармидиҳии хеле паст ва шохиси шикастан аст ва нисбат ба беҳтарин нахҳои шишагӣ 39 маротиба изолятсиятар аст. Аэрогел барои гармидиҳии истгоҳи кайҳонии русии «Мир» ва ровери ИМА Mars Pathfinder истифода шудааст ва аллакай дар саноати кайҳонӣ нақши муҳим бозидааст.

Таърихи рушди Airgel
Соли 1931 аэрогелҳоро бори аввал Кистлер дар Донишгоҳи Стэнфорди ИМА омода карда буданд.
1985, аввалин симпозиум оид ба аэрогелҳо, ки бо номи ISA маъруф аст, аз ҷониби Институти физикаи Донишгоҳи Вюрцбурги Олмон ташкил карда шуд.
1993, аэрогельҳо барои изолятсияи скафандрҳо, киштиҳои кайҳонӣ ва киштиҳои кайҳонӣ истифода мешаванд.
2002, Aspen Aerogel, як ширкати NASA, барои таҳия ва истеҳсоли аэрогелҳо таъсис дода шуд.
2004, тадқиқоти аэрогел, ки аз ҷониби институтҳои тадқиқотии ватании Чин гузаронида шудааст.
2006, ширкатҳои ватании аэрогел дар Чин ба таҳияи аэрогелҳо шурӯъ карданд.
2017, Чин интишор шудааст, GB/T 34336-201, Маҳсулоти изолятсияи таркибии аэрогелӣ
2021, Шӯрои давлатӣ "Нақшаи амал барои расидан ба авҷи карбон то соли 2023" дар бораи суръат бахшидан ба таҳқиқот ва таҳияи нахи карбон, аэрогел, пӯлоди махсус ва дигар маводи асосӣ интишор кард.

Хусусиятҳои асосии аэрогелҳо
(1) Ультра сабук. Аэрогел ҷисмҳои сахттарин дар ҷаҳон аст, ки ҳадди ақали зичии шашяки массаи ҳаворо ташкил медиҳад. Диапазони тағирёбии зич одатан 0.001 ~ 1 г/см³ аст.

(2) Порозияи баланд ва масоҳати баланди мушаххас. Порозия 80% ~ 99.9%, майдони мушаххаси сатҳи 200 ~ 1000м2 / г ва андозаи маъмулии сӯрохҳо 1 ~ 100 нм аст.

(3) Изолятсияи супергармӣ. Сохтори нано-шабакаи аэрогел паҳншавии ҳаяҷони гармии маҳаллиро ба таври муассир маҳдуд мекунад ва гармии гузариши сахти он нисбат ба маводи шишабандии мувофиқ 2-3 дараҷа пасттар аст.

Принсипи изолятсияи гармидиҳии аэрогел
Камшавии интиқоли гармӣ: Шумораи беохири нанозаррачаҳо дар аэрогел як скелети торро ташкил медиҳанд ва гармӣ метавонад танҳо дар баробари шумораи беохири нанозаррачаҳо ҷорӣ шавад. Ҷараёни гармиро танҳо дар тӯли шумораи беохири нанозаррачаҳо гузаронидан мумкин аст, ки дар натиҷа роҳи қариб беохири интиқоли гармӣ дар ҷисми сахт мегардад. Интиқоли гармӣ дар ҷисми сахт то ҳадди имкон кам карда мешавад.

Боздоштани конвексияи гармӣ : Андозаи миёнаи сӯрохиҳои аэрогелҳо 20-40 нм аст, ки аз диапазони миёнаи озоди молекулаҳои газ, ки 69 нм аст, хурдтар аст ва молекулаҳои газ дар сӯрохиҳо қобилияти ҳаракати озоди худро аз даст медиҳанд, ки конвексияро қариб ғайриимкон мегардонад.

Кам шудани радиатсияи гармӣ : Деворҳои сӯрохие, ки аз нанозарраҳо дар аэрогелҳо ба вуҷуд омадаанд, сипарҳои инфрасурх мебошанд ва шумораи беохири сипарҳо радиатсияи гармиро ба таври назаррас коҳиш медиҳанд.

(4) Катализ. Андозаи хурди зарраҳо, масоҳати баланди мушаххас ва зичии пасти аэрогел фаъолият ва интихоби катализаторҳои аэрогелро нисбат ба катализаторҳои муқаррарӣ хеле баландтар мекунад ва ҷузъҳои фаъол метавонанд дар интиқолдиҳанда хеле яксон пароканда шаванд ва он инчунин устувории аълои гармиро дорад, ки метавонад пайдоиши аксуламалҳои тарафҳоро самаранок коҳиш диҳад.

(5) Изолятсияи садо. Хусусиятҳои суръати пасти садои аэрогелҳо онҳоро ба маводи беҳтарин барои таъхири акустикӣ ё изолятсияи садои ҳарорати баланд табдил медиҳанд. Диапазони тағирёбандаи импеданси акустикии аэрогел калон аст [103 ~ 107кг/(㎡-с)], ки як маводи беҳтарини муқовимати акустикӣ барои детекторҳои ултрасадо мебошад. Муқовимати акустикии сафолҳои пьезоэлектрикӣ, ки барои генераторҳо ва детекторҳои ултрасадо истифода мешаванд, 1.5 × 107 кг/(㎡-с) аст, дар ҳоле ки муқовимати акустикии ҳаво ҳамагӣ 400 кг/(㎡-с) аст. Истифодаи аэрогели кремний бо ғафсии 1/4 дарозии мавҷ ва зичии тақрибан 0.3 г/см³ ҳамчун маводи пайвасткунандаи муқовимати акустикӣ байни сафолҳои пьезоэлектрикӣ ва ҳаво метавонад шиддати садоро то 30 дБ зиёд кунад, самаранокии интиқоли мавҷҳои акустикиро беҳтар кунад ва таносуби сигнал ба садоро дар барномаҳои дастгоҳ коҳиш диҳад.

(6) Фаъолияти филтратсия. Аэрогельҳои наносохтордор инчунин метавонанд ҳамчун як навъи нави маводи филтратсияи хеле самараноки газ истифода шаванд. Аз сабаби масоҳати махсуси рӯизаминии худ, аэрогелҳоро олимон ҳамчун «супер губкаҳо» меноманд ва барои азхудкунии моддаҳои ифлоскунанда дар об, аз об хориҷ кардани сурб ва симоб беҳтаринанд ва онҳоро барои мубориза бо офатҳои экологӣ маводи олӣ мегардонанд.

(7) Хусусиятҳои оптикӣ. Арогели софи SiO₂ шаффоф ва беранг буда, шохиси шикастани он (1.006~1.06) ба нишонаи ҳаво хеле наздик аст, яъне аз он маъност, ки аэрогели SiO₂ қариб ҳеҷ гуна инъикосро дар рӯшноӣ намебинад ва метавонад нури офтобро ба таври муассир интиқол диҳад. Аз ин рӯ, онро метавон барои сохтани изолятсия ва шишаи паст кардани садо истифода бурд.

Барои гирифтани маълумоти бештар ё Варақаи санаи техникӣ ва Варақаи маълумот оид ба бехатарии мавод, лутфан бо мо тавассути почтаи электронӣ: [email protected] ё бо рақами телефонӣ тамос гиред: +86-28-8411-1861.

Баъзе тасвирҳо ва матнҳо аз Интернет нусхабардорӣ карда мешаванд ва ҳуқуқи муаллиф ба муаллифи аслӣ тааллуқ дорад. Агар ягон қонунвайронкуние вуҷуд дошта бошад, лутфан бо мо тамос гиред, то нест кунед.