Ի՞նչ է Աերոգելը:

Էրգելի ծնունդը

1931թ.-ին Քիստլերը առանձնացրեց հեղուկը պինդից՝ օգտագործելով ալկոհոլային գերկրիտիկական չորացման տեխնիկան և թույլ չտվեց գազի կառուցվածքը նեղանալ և փլուզվել, ինչի արդյունքում աշխարհում օդագել առաջացավ:

Airgel-ի սահմանումը
Airgel-ը թեթև նանո-ծակոտկեն ամորֆ պինդ նյութ է՝ նանոմետրային մասշտաբի միկրոմասնիկներով, որոնք ագրեգացված են միմյանց հետ՝ ձևավորելով նանոմետրի մասշտաբի ծակոտկեն ցանցի կառուցվածք և լցված են ցանցի կմախքի մեջ մեծ քանակությամբ գազային ցրման միջավայրերով:

Աերոգելները ոչ միայն ֆունկցիոնալ նյութ են, այլև նյութի նոր վիճակ։ Աերոգելի վիճակը շատ հատկություններով էապես տարբերվում է նյութի այլ վիճակներից: Այն ունի պինդ նյութի պես ֆիքսված չափ և ձև, սակայն դրա ակնհայտ խտությունը կարող է տևել առավելագույնը 1 գ/սմ³-ից մինչև 0.001 գ/սմ³ (ավելի ցածր, քան օդի խտությունը); Միևնույն ժամանակ, այն ունի սպունգանման ծակոտկեն կառուցվածք՝ միկրոսկոպիկ (նանո մասշտաբի կմախք), մակրոսկոպիկ (խտացված նյութ) և մեզոսկոպիկ (բազմաստիճան և ֆրակտալ կառուցվածք) բնութագրերով, ինչը թույլ է տալիս աերոգելներին օժտել ​​բազմաթիվ յուրահատուկ հատկություններով: Այն ցուցադրում է շատ ցածր ջերմային հաղորդունակություն, առաձգականության շատ ցածր մոդուլ, շատ ցածր ֆոնոնի արագություն, շատ ցածր բեկման ինդեքս, ցածր դիէլեկտրական հաստատուն, ձայնի շատ ցածր արագություն, բարձր հատուկ մակերես, շատ լայն խտություն և բեկման ինդեքս բաշխում և այլն:

Աերոգելների դասակարգում
Գոյություն ունի աերոգելների լայն տեսականի, որոնք ընդգրկում են գրեթե բոլոր նյութական համակարգերը։ Ընդհանուր առմամբ, ըստ քիմիական կազմի, դրանք կարելի է բաժանել օրգանական աերոգելների, անօրգանական աերոգելների և կոմպոզիտային աերոգելների և այլն։

Աերոգելների կարգավիճակը և դերը
Գիտնականներն ասում են, որ աերոգելները կփոխեն աշխարհը:

Ամերիկյան Science ամսագրի 10-րդ համարում Airgel-ը ներառվել է որպես գիտության և տեխնոլոգիաների լավագույն 250 հարցերից մեկը: 20 թվականի օգոստոսի 2007-ին The Times-ը զեկուցեց, որ օդագելն աշխարհի ամենաթեթև պինդ նյութն է, որը կարող է դիմակայել 1 կգ դինամիտի պայթուցիկ ուժին և զերծ պահել 1300°C-ից բարձր ջահի շոգից: Գիտնականները ուսումնասիրում են օդագելի օգտագործումը ամեն ինչում՝ գերմեկուսացված տիեզերական կոստյումներից մինչև գերկոնդենսատորներ, կատալիզատորներ և թենիսի հաջորդ սերնդի ռակետներ: Airgel-ը խոստանում է մրցակցել լեգենդար նյութերի սերունդներին, ինչպիսիք են 1930-ականների ֆենոլային խեժը, 1980-ականների ածխածնի մանրաթելը և 1990-ականների սիլիկոնը:

Airgel-ը մի քանի անգամ գրանցվել է Գինեսի համաշխարհային ռեկորդների գրքում՝ որպես աշխարհի ամենաթեթև պինդ: Airgel-ն ունի նաև շատ ցածր ջերմային հաղորդունակություն և բեկման ինդեքս և 39 անգամ ավելի մեկուսացնող է, քան լավագույն ապակե մանրաթելերը: Airgel-ը օգտագործվել է ռուսական «Միր» տիեզերակայանի և ԱՄՆ Mars Pathfinder մարսագնացի ջերմամեկուսացման համար և արդեն կենսական դեր է խաղացել օդատիեզերական արդյունաբերության մեջ:

Airgel-ի զարգացման պատմություն
1931 թվականին աերոգելներն առաջին անգամ պատրաստվել են Քիստլերի կողմից Սթենֆորդի համալսարանում, ԱՄՆ։
1985 թվականին աերոգելների վերաբերյալ առաջին սիմպոզիումը, որը հայտնի է որպես ISA, կազմակերպվել է Գերմանիայի Վյուրցբուրգի համալսարանի ֆիզիկայի ինստիտուտի կողմից:
1993 թվականին աերոգելներն օգտագործվում են տիեզերանավերի, տիեզերանավերի և տիեզերանավերի մեկուսացման համար:
2002 թվականին Aspen Aerogel-ը՝ ՆԱՍԱ-ի ընկերություն, ստեղծվել է աերոգելների մշակման և արտադրության համար:
2004 թ., օդագելային հետազոտություն, որն իրականացվել է տեղական չինական հետազոտական ​​ինստիտուտների կողմից:
2006 թվականին Չինաստանում ներքին աերոգելային ընկերությունները սկսեցին աերոգելներ մշակել:
2017, Չինաստան, հրապարակված, GB/T 34336-201, Ոչ ծակոտկեն օդագել կոմպոզիտային մեկուսիչ արտադրանք
2021 թվականին Պետական ​​խորհուրդը հրապարակել է «Ածխածնի գագաթնակետին հասնելու գործողությունների ծրագիր մինչև 2023 թվականը»՝ ածխածնային մանրաթելերի, աերոգելի, հատուկ պողպատի և այլ հիմնական նյութերի հետազոտությունն ու զարգացումն արագացնելու համար։

Աերոգելների հիմնական հատկությունները
(1) գերթեթև. Airgel-ը աշխարհի ամենաքիչ խտությունն է, որի նվազագույն խտությունը օդի զանգվածի մեկ վեցերորդն է: Խտության տատանումների միջակայքը սովորաբար կազմում է 0.001~1 գ/սմ³:

(2) Բարձր ծակոտկենություն և բարձր հատուկ մակերես: Ծակոտկենությունը 80% ~ 99.9% է, հատուկ մակերեսը 200 ~ 1000 մ 2 / գ է, իսկ ծակոտիների բնորոշ չափը 1 ~ 100 նմ է։

(3) Սուպեր ջերմամեկուսացում: Աերոգելի բարակ նանո-ցանցային կառուցվածքը արդյունավետորեն սահմանափակում է տեղական ջերմային գրգռման տարածումը, և դրա պինդ վիճակի ջերմային հաղորդունակությունը 2-3 կարգով ցածր է համապատասխան ապակե նյութից:

Աերոգելի ջերմամեկուսացման սկզբունքը
Նվազեցված ջերմային փոխանցումԱնսահման թվով նանոմասնիկներ օդագելում ձևավորում է ցանցի կմախք, և ջերմությունը կարող է հոսել միայն անսահման թվով նանոմասնիկների երկայնքով: Ջերմային հոսքը կարող է իրականացվել միայն անսահման թվով նանոմասնիկների երկայնքով, ինչը հանգեցնում է պինդ նյութում ջերմության փոխանցման գրեթե անսահման ճանապարհի: Ջերմային փոխանցումը պինդ նյութում կրճատվում է մինչև հնարավոր ամենացածր մակարդակը:

Ջերմային կոնվեկցիայի արգելակում . Աերոգելերի միջին ծակոտիների չափը 20-40 նմ է, որը փոքր է գազի մոլեկուլների 69 նմ միջին ազատ տիրույթից, և ծակոտիներում գտնվող գազի մոլեկուլները կորցնում են ազատ շարժվելու ունակությունը, ինչը կոնվեկցիան գրեթե անհնար է դարձնում։

Ջերմային ճառագայթման նվազում . Աերոգելերում նանոմասնիկների կողմից ձևավորված ծակոտիների պատերը ինֆրակարմիր վահաններ են, և վահանների անվերջ քանակը զգալիորեն նվազեցնում է ջերմային ճառագայթումը։

(4) Կատալիզ. Փոքր մասնիկների չափը, բարձր հատուկ մակերեսը և օդագելի ցածր խտությունը դարձնում են աերոգելի կատալիզատորների ակտիվությունն ու ընտրողականությունը շատ ավելի բարձր, քան սովորական կատալիզատորները, և ակտիվ բաղադրիչները կարող են շատ միատեսակ ցրվել կրիչում, ինչպես նաև ունի գերազանց ջերմային կայունություն, ինչը կարող է արդյունավետորեն նվազեցնել կողմնակի ռեակցիաների առաջացումը:

(5) Ձայնամեկուսացում. Աերոգելների ցածր ձայնային արագության հատկությունները դրանք դարձնում են իդեալական նյութ ակուստիկ հետաձգման կամ բարձր ջերմաստիճանի ձայնամեկուսացման համար: Օդոգելի ակուստիկ դիմադրության փոփոխական տիրույթը մեծ է [103 ~ 107 կգ/(㎡-վ)], որը ուլտրաձայնային դետեկտորների համար ակուստիկ դիմադրության ավելի իդեալական միացնող նյութ է։ Ուլտրաձայնային գեներատորների և դետեկտորների համար օգտագործվող պիեզոէլեկտրական կերամիկայի ձայնային դիմադրությունը 1.5×107 կգ/(㎡-վ) է, մինչդեռ օդի ակուստիկ դիմադրությունը՝ ընդամենը 400 կգ/(㎡-վ): Օգտագործելով 1/4 ալիքի երկարությամբ և մոտ 0.3 գ/սմ խտությամբ սիլիկոնային աերոգել՝ որպես պիեզոէլեկտրական կերամիկայի և օդի միջև ձայնային դիմադրության միացնող նյութ, կարող է բարձրացնել ձայնի ինտենսիվությունը 30 դԲ-ով, բարելավել ակուստիկ ալիքների հաղորդման արդյունավետությունը և նվազեցնել սարքի ազդանշանի աղմուկը:

(6) Զտման կատարումը: Նանոկառուցվածքային աերոգելները կարող են օգտագործվել նաև որպես նոր տեսակի բարձր արդյունավետ գազի ֆիլտրման նյութ: Իր բացառիկ մեծ մակերևույթի պատճառով աերոգելները գիտնականների կողմից կոչվում են «սուպեր սպունգներ» և իդեալական են ջրի մեջ աղտոտող նյութերը կլանելու, կապար և սնդիկ ջրից ներծծելու համար՝ դրանք դարձնելով հիանալի նյութ էկոլոգիական աղետների դեմ պայքարելու համար:

(7) Օպտիկական հատկություններ. Մաքուր SiO1.006 օդագելը թափանցիկ է և անգույն, և նրա բեկման ինդեքսը (1.06~XNUMX) շատ մոտ է օդին, ինչը նշանակում է, որ SiOXNUMX օդագելը գրեթե արտացոլման կորուստ չունի ներթափանցող լույսի նկատմամբ և կարող է արդյունավետ կերպով փոխանցել արևի լույսը: Հետեւաբար, այն կարող է օգտագործվել մեկուսացման եւ աղմուկի նվազեցման ապակի պատրաստելու համար:

Լրացուցիչ տեղեկությունների կամ տեխնիկական ամսաթվերի և նյութերի անվտանգության տվյալների թերթիկների համար, խնդրում ենք կապվել մեզ հետ էլեկտրոնային փոստով՝ [email protected] , կամ զանգահարել մեզ հեռախոսով՝ +86-28-8411-1861:

Որոշ նկարներ և տեքստեր վերարտադրված են ինտերնետից, իսկ հեղինակային իրավունքները պատկանում են բնօրինակ հեղինակին: Եթե ​​կա որևէ խախտում, խնդրում ենք կապվել մեզ հետ ջնջելու համար: