Ing taun 1931, Kistler misahake cairan saka padhet kanthi nggunakake teknik pangatusan superkritis alkohol lan njaga struktur gas supaya ora nyusut lan ambruk, sing nyebabake aergel ing donya.
Definisi Airgel
Airgel minangka bahan padhet amorf nano-porous entheng kanthi partikel mikro skala nanometer sing dikumpulake siji liyane kanggo mbentuk struktur jaringan keropos skala nanometer lan diisi karo akeh media dispersi gas ing kerangka jaringan.
Aerogel ora mung minangka bahan fungsional, nanging uga minangka materi anyar. Negara airgel dhasar beda karo negara liya ing pirang-pirang sifat. Nduweni ukuran lan wujud sing tetep kaya materi padhet, nanging kapadhetan sing katon bisa nganti maksimal 1 g/cm³ nganti 0.001 g/cm³ (luwih murah tinimbang kapadhetan udara); ing wektu sing padha, nduweni struktur keropos kaya spons, kanthi macem-macem sifat mikroskopis (skeleton skala nano), makroskopik (materi kondensasi) lan mesoscopic (multi-level lan struktur fraktal), nggawe aerogel nduweni sifat unik. Iku nuduhake konduktivitas termal banget kurang, modulus elastisitas banget kurang, tingkat fonon banget kurang, indeks bias banget kurang, konstanta dielektrik kurang, kacepetan swara kurang, area lumahing tartamtu dhuwur, Kapadhetan amba banget lan distribusi indeks bias, etc.
Klasifikasi Aerogel
Ana macem-macem aerogel, nyakup meh kabeh sistem material. Umumé, miturut komposisi kimia, bisa dipérang dadi aerogel organik, aerogel anorganik lan aerogel komposit, lan liya-liyane. Aerogels uga bisa diklasifikasikaké dadi silikon, karbon, belerang, oksida logam lan sistem logam miturut komponen utama.
Status & Peran Aerogels
Para ilmuwan ujar aerogel bakal ngganti jagad iki.
Airgel kadhaptar minangka salah siji saka ndhuwur 10 masalah ilmu lan teknologi panas ing edisi kaping 250 saka jurnal Science AS. Ing tanggal 20 Agustus 2007, The Times nglapurake yen airgel minangka bahan padhet paling entheng ing donya sing bisa nahan daya bledosan 1kg dinamit lan nyegah panase obor ing ndhuwur 1300°C. Ilmuwan njelajah nggunakake airgel ing kabeh saka setelan spasi super-terisolasi kanggo supercapacitors kanggo katalis kanggo generasi sabanjuré raket tenis. Airgel janji bakal nandingi generasi bahan legendaris kayata resin fenolik saka 1930s, serat karbon saka 1980s lan silikon saka 1990s.
Airgel wis kadhaptar ing Guinness Book of World Records kaping pirang-pirang minangka solid paling entheng ing donya. Airgel uga nduweni konduktivitas termal lan indeks bias lan 39 kaping luwih insulasi tinimbang serat kaca sing paling apik. Airgel wis digunakake kanggo ngisolasi termal stasiun ruang angkasa Mir Rusia lan US Mars Pathfinder rover, lan wis nduwe peran penting ing industri penerbangan.
Sajarah Pangembangan Airgel
1931, aerogel pisanan disiapake dening Kistler ing Universitas Stanford, AS.
1985, simposium pisanan babagan aerogel, dikenal minangka ISA, dianakake dening Institut Fisika ing Universitas Würzburg, Jerman.
1993, aerogel digunakake kanggo ngisolasi pakaian angkasa, pesawat ruang angkasa lan pesawat ulang-alik.
2002, Aspen Aerogel, perusahaan NASA, diadegaké kanggo ngembangake lan ngasilake aerogel.
2004, riset aerogel sing ditindakake dening lembaga riset domestik Cina.
2006, perusahaan aerogel domestik ing China wiwit ngembangake aerogel.
2017, China diumumake, GB/T 34336-201, Produk Insulasi Komposit Airgel Nonporous
2021, Dewan Negara nerbitake, "Rencana Tindakan kanggo Karbon Tekan Puncak dening 2023" kanggo nyepetake riset lan pangembangan serat karbon, aerogel, baja khusus lan bahan dhasar liyane.
Properties Key Aerogels
(1) Ultra-cahya. Airgel minangka padhet sing paling padhet ing donya, kanthi kapadhetan minimal siji-enem massa udhara. Ing sawetara variasi Kapadhetan umume 0.001 ~ 1g/cm³.
(2) Porositas dhuwur lan area lumahing spesifik sing dhuwur. Porositas yaiku 80% ~ 99.9%, area lumahing tartamtu yaiku 200 ~ 1000m2 / g, lan ukuran pori sing khas yaiku 1 ~ 100nm.
(3) Super isolasi termal. Struktur jaringan nano tipis aerogel kanthi efektif mbatesi panyebaran eksitasi termal lokal, lan konduktivitas termal negara padhet yaiku 2 ~ 3 urutan gedhene luwih murah tinimbang materi kaca sing cocog.
Prinsip insulasi termal aerogel
Ngurangi transfer termal: Jumlah nanopartikel tanpa wates ing airgel mbentuk balung bolong, lan panas mung bisa mili ing sadawane nanopartikel tanpa wates. Aliran panas mung bisa ditindakake ing sadawane jumlah nanopartikel tanpa wates, nyebabake jalur transfer panas sing meh ora ana watese ing padhet. Transfer panas ing padhet dikurangi nganti tingkat paling murah.
Inhibisi konveksi termal : Ukuran pori rata-rata aerogel yaiku 20-40 nm, sing luwih cilik tinimbang rentang bebas rata-rata molekul gas 69 nm, lan molekul gas ing pori-pori kelangan kemampuane kanggo obah kanthi bebas, saengga konveksi meh ora mungkin.
Radiasi termal sing suda : Dinding pori sing dibentuk dening nanopartikel ing aerogel minangka tameng inframerah, lan jumlah tameng sing ora ana watese bisa nyuda radiasi termal kanthi signifikan.
(4) Katalisis. Ukuran partikel cilik, area lumahing tartamtu dhuwur lan Kapadhetan kurang saka airgel nggawe kegiatan lan selectivity saka katalis airgel luwih dhuwur tinimbang katalis conventional, lan komponen aktif bisa banget seragam buyar ing operator, lan uga wis stabilitas termal banget, kang bisa èfèktif nyuda kedadean saka reaksi sisih.
(5) Isolasi swara. Properti kecepatan swara sing kurang saka aerogel nggawe bahan sing cocog kanggo wektu tundha akustik utawa insulasi swara suhu dhuwur. Kisaran variabel impedansi akustik saka airgel gedhe [103 ~ 107kg / (㎡-s)], yaiku bahan kopling resistensi akustik sing luwih becik kanggo detektor ultrasonik. Ketahanan akustik keramik piezoelektrik sing digunakake kanggo generator ultrasonik lan detektor yaiku 1.5 × 107kg / (㎡-s), dene resistensi akustik udara mung 400kg / (㎡-s). Nggunakake aerogel silikon kanthi kekandelan 1/4 dawa gelombang lan kapadhetan udakara 0.3g / cm³ minangka bahan kopling resistensi akustik ing antarane keramik piezoelektrik lan hawa bisa nambah intensitas swara nganti 30dB, nambah efisiensi transmisi gelombang akustik lan nyuda rasio sinyal-kanggo-gangguan ing aplikasi piranti.
(6) Kinerja filtrasi. Aerogel berstruktur nano uga bisa digunakake minangka jinis anyar bahan filtrasi gas sing efisien banget. Amarga area lumahing tartamtu sing luar biasa gedhe, aerogel diarani dening para ilmuwan minangka "spons super" lan becik kanggo nyerep polutan ing banyu, nyedhot timah lan merkuri saka banyu, dadi bahan sing apik kanggo ngatasi bencana ekologis.
(7) Sifat optik. Airgel SiO₂ murni transparan lan ora ana warna, lan indeks bias (1.006 ~ 1.06) cedhak banget karo hawa, sing tegese aerogel SiO₂ meh ora ana refleksi saka cahya kedadeyan lan bisa ngirim sinar srengenge kanthi efektif. Mulane, bisa digunakake kanggo nggawe insulasi lan kaca pengurangan gangguan.
Kanggo informasi luwih lengkap utawa Lembar Tanggal Teknis & Lembar Data Keamanan Material, hubungi kita liwat email: [email protected] , utawa hubungi kita ing: +86-28-8411-1861.
Sawetara gambar lan teks diprodhuksi saka Internet, lan hak cipta kagungane penulis asli. Yen ana pelanggaran, hubungi kita kanggo mbusak.