Cad é an Aerogel?

Breith Airgel

I 1931, scar Kistler an leacht ón solad trí úsáid a bhaint as teicníc triomú supercritical alcóil agus choinnigh sé struchtúr an gháis ó chrapadh agus titim, rud a d'eascair airgel ar fud an domhain.

Sainmhíniú ar Airgel
Is ábhar soladach éadrom éagruthach nana-porous é Airgel le micrea-cháithníní ar scála nanaiméadar comhiomlánaithe lena chéile chun struchtúr líonra scagach nanaiméadar ar scála a fhoirmiú agus a líonadh le líon mór meáin scaipthe gásacha sa chnámharlach líonra.

Ní hamháin gur ábhar feidhmiúil iad aerogels, ach freisin staid ábhar nua. Tá an stát airgel difriúil go bunúsach ó stáit ábhair eile i go leor maoine. Tá méid agus cruth seasta aige cosúil le hábhar soladach, ach is féidir lena dhlús dealraitheach a bheith idir 1 g/cm³ ar a mhéad agus 0.001 g/cm³ (níos ísle ná an dlús aeir); ag an am céanna, tá struchtúr scagach cosúil le spúinse aige, le tréithe iolracha de chnámharlach micreascópach (nana-scála), macrascópach (ábhar comhdhlúite) agus mesoscópach (struchtúr illeibhéil agus fractal), rud a fhágann go bhfuil go leor airíonna uathúla ag aerógail. Taispeánann sé seoltacht teirmeach an-íseal, modúl leaisteachas an-íseal, ráta fónóin an-íseal, innéacs athraonta an-íseal, tairiseach tréleictreach íseal, luas fuaime an-íseal, achar dromchla ard sonrach, dlús an-leathan agus dáileadh innéacs athraonta, etc.

Aicmiú Aerogels
Tá raon leathan aerógála ann, a chlúdaíonn beagnach gach córas ábhar. Go ginearálta, de réir an chomhdhéanamh ceimiceach, is féidir iad a roinnt ina aerogels orgánacha, aerogels neamhorgánacha agus aerógála ilchodacha, etc. Is féidir aergels a rangú freisin i gcórais sileacain, carbóin, sulfair, ocsaíd miotail agus miotail de réir a bpríomhchodanna.

Stádas & Ról Aerogels
Deir eolaithe go n-athróidh aerogels an domhan.

Liostaíodh Airgel mar cheann de na 10 bpríomhcheist teo eolaíochta agus teicneolaíochta sa 250ú eagrán den iris US Science. Ar 20 Lúnasa 2007, thuairiscigh The Times gurb é airgel an solad is éadroime ar domhan atá in ann cumhacht pléascach 1kg de dhinimicít a sheasamh agus tú a choinneáil amach as teas séidire os cionn 1300°C. Tá eolaithe ag fiosrú an úsáid a bhaintear as aergel i ngach rud ó oireann spáis sár-inslithe go sártoilleoirí go catalaíoch go dtí an chéad ghlúin eile de raicéid leadóige. Geallann Airgel go mbeidh sé in iomaíocht le glúnta d'ábhair legendary cosúil le roisín feanólach ó na 1930í, snáithín carbóin ó na 1980í agus silicone ó na 1990idí.

Tá Airgel liostaithe arís agus arís eile i Leabhar Guinness de Thaifid Dhomhanda mar an solad is éadroime ar domhan. Tá seoltacht teirmeach agus innéacs athraonta an-íseal ag Airgel freisin agus tá sé 39 uair níos mó inslithe ná na snáithíní gloine is fearr. Baineadh úsáid as Airgel chun stáisiún spáis Mir na Rúise agus an rover US Mars Pathfinder a insliú go teirmeach, agus bhí ról ríthábhachtach aige cheana féin sa tionscal aeraspáis.

Stair Fhorbairt Airgel
1931, d'ullmhaigh Kistler aerógéil den chéad uair in Ollscoil Stanford, SAM.
1985, d'eagraigh Institiúid na Fisice in Ollscoil Würzburg, an Ghearmáin an chéad siompóisiam ar aerogels, ar a dtugtar ISA.
1993, úsáidtear aerógail chun spás-oireann, spásárthaí agus eiteáin spáis a insliú.
2002, bunaíodh Aspen Aerogel, cuideachta NASA, chun aerógail a fhorbairt agus a tháirgeadh.
2004, taighde airgel a rinne institiúidí taighde baile na Síne.
2006, thosaigh cuideachtaí airgel baile sa tSín aerogels a fhorbairt.
2017, d'fhógair an tSín, GB/T 34336-201, Táirgí Inslithe Ilchodacha Airgel Neamhporous
2021, d'eisigh an Chomhairle Stáit, "Plean Gníomhaíochta um Charbóin a Bhaint as an mBinn faoi 2023" maidir le luasghéarú a dhéanamh ar thaighde agus ar fhorbairt snáithín carbóin, aerogel, cruach speisialta agus ábhair bhunúsacha eile.

Príomh-Airíonna Aerogels
(1) Ultra-éadrom. Is é Airgel an solad is lú dlúth ar domhan, le dlús íosta aon séú de mhais an aeir. Is é an raon éagsúlachta dlúis go ginearálta 0.001 ~ 1g / cm³.

(2) porosity ard agus achar dromchla ard sonrach. Is é an porosity 80% ~ 99.9%, is é an t-achar dromchla sonrach 200 ~ 1000m2 / g, agus is é 1 ~ 100nm méid tipiciúil na bpiocháin.

(3) Insliú teirmeach Super. Cuireann struchtúr caol nana-líonra an aerogel teorainn go héifeachtach le iomadú excitation teirmeach áitiúil, agus tá a seoltacht theirmeach soladstaide 2 ~ 3 ordú de mhéid níos ísle ná an t-ábhar gloineach comhfhreagrach.

Prionsabal inslithe theirmigh airgel
Aistriú teirmeach laghdaithe: Cruthaíonn líon gan teorainn na nanacháithníní in airgel creatlach mogaill, agus ní féidir le teas sreabhadh ach feadh líon gan teorainn na nanacháithníní. Ní féidir an sreabhadh teasa a dhéanamh ach feadh líon gan teorainn na nanacháithníní, rud a fhágann go bhfuil cosán aistrithe teasa beagnach gan teorainn sa solad. Laghdaítear an t-aistriú teasa sa soladach go dtí an leibhéal is ísle is féidir.

Cosc ar chomhiompar teirmeach : Is é 20-40 nm meánmhéid na bpoll atá in aerógéil, atá níos lú ná meán-raon saor na móilíní gáis de 69 nm, agus cailleann na móilíní gáis sna póir a gcumas bogadh go saor, rud a fhágann go bhfuil comhiompar beagnach dodhéanta.

Radaíocht theirmeach laghdaithe : Is sciatha infridhearg iad na ballaí póir a fhoirmítear ag na nana-cháithníní in aerógéil, agus laghdaíonn an líon gan teorainn sciath radaíocht theirmeach go mór.

(4) Catalaíocht. Mar gheall ar mhéid na gcáithníní beaga, an t-achar dromchla ard ar leith agus an dlús íseal aergel tá gníomhaíocht agus roghnaíocht na gcatalaíoch airgel i bhfad níos airde ná na catalaíochí traidisiúnta, agus is féidir na comhpháirteanna gníomhacha a scaipeadh go haonfhoirmeach san iompróir, agus tá cobhsaíocht theirmeach den scoth aige freisin, ar féidir leo tarlú frithghníomhartha taobh a laghdú go héifeachtach.

(5) Insliú fuaime. De bharr na n-airíonna íseal-treoluas fuaime atá ag aerogail, is ábhar iontach iad le haghaidh moille fuaime nó insliú fuaime ardteochta. Is é an raon athróg de impedance fuaimiúil airgel mór [103 ~ 107kg/(㎡-s)], atá ina ábhar cúplála friotaíocht fuaimiúil níos fearr do bhrathadóirí ultrasonaic. Is é 1.5 × 107kg/(㎡-s) friotaíocht fuaimiúil na criadóireachta piezoelectric a úsáidtear le haghaidh gineadóirí agus brathadóirí ultrasonaic, agus níl friotaíocht fuaimiúil an aeir ach 400kg/(㎡-s). Is féidir le húsáid airgel sileacain le tiús 1/4 tonnfhad agus dlús de thart ar 0.3g / cm³ mar an t-ábhar cúplála friotaíochta fuaimiúil idir criadóireacht piezoelectric agus aer an déine fuaime a mhéadú faoi 30dB, feabhas a chur ar éifeachtúlacht tarchurtha na dtonnta fuaimiúla agus an cóimheas comhartha-go-torann a laghdú in iarratais gléas.

(6) Feidhmíocht scagacháin. Is féidir aerogail nanastruchtúrtha a úsáid freisin mar chineál nua d'ábhar scagacháin gáis an-éifeachtach. Mar gheall ar a achar dromchla sonrach atá thar a bheith mór, déanann eolaithe tagairt do aerogail mar “superspúinsí” agus tá siad iontach chun truailleáin a ionsú in uisce, luaidhe agus mearcair a bhaint as uisce, rud a fhágann gur ábhar iontach iad chun déileáil le tubaistí éiceolaíochta.

(7) Airíonna optúla. Tá aergel Pure SiO₂ trédhearcach agus gan dath, agus tá a innéacs athraonta (1.006 ~ 1.06) an-ghar do aergel, rud a chiallaíonn nach bhfuil beagnach aon chaillteanas machnaimh ag airgel SiO₂ do sholas teagmhais agus go bhféadfaidh sé solas na gréine a tharchur go héifeachtach. Mar sin, is féidir é a úsáid chun insliú agus gloine laghdaithe torainn a dhéanamh.

Le haghaidh tuilleadh eolais nó Bileog Dáta Teicniúil & Bileog Sonraí Sábháilteachta Ábhar, déan teagmháil linn trí ríomhphost: [email protected] , nó seol guth chugainn ag: +86-28-8411-1861.

Déantar roinnt pictiúr agus téacs a atáirgeadh ón Idirlíon, agus is leis an údar bunaidh an cóipcheart. Má tá aon sárú ann, déan teagmháil linn le scriosadh.