Направи си сам аерогел у дома. Аерогел за изолация на дома. – има доста висока твърдост

Има ли материали, които са 90 процента въздух? И в същото време твърдо, топло- и звукоизолиращо, проводящо електричество и като цяло способно да намери приложение в няколко индустрии едновременно? Прочетете в следващата статия от поредицата ни „Петте елемента“, която N+1се занимава съвместно с NUST MISIS за аерогелове - наноматериали, пълни с въздух.

Свойства на аерогелите

Снимката по-долу показва един от най-разпространените аерогелове - направен от силициев диоксид. Наричан е още „син дим“ заради красивия си опалово-синкав оттенък. Външно този аерогел изглежда като парче лед, но всъщност е изненадващо лек и твърд. И напълно суха. Усеща се като пяна, но не като желе или лед. Ако пуснете парче от такъв „дим“ върху твърда повърхност, то ще отскочи като плажна топка, а звукът ще бъде подобен на звъна на стъклена украса за коледно дърво.

Има и други аерогелове различни цветове, но също толкова безтегловен. Какви свойства има този материал? Ето най-типичните:

Повечето аерогелове лесно се чупят с ръка, въпреки тяхната твърдост. Тоест те са крехки, но твърди – някои издържат 4000 пъти собственото си тегло, без да се счупят.

Тухлата се поддържа от ефимерен силициев блок

Въпреки това вече са създадени пластмасови аерогелове, които могат да се огъват и дори да се удрят с чук. Именно с тези материали се планира да се изолират скафандрите, създадени като част от бъдеща експедиция на Марс. И не само скафандрите – производителите на облекла и туристическа екипировка вече активно експериментират с подобни материали.

Аерогеловете имат друг уникален параметър - коефициент на площ пълна повърхностдо тегло: до 3200 квадратни метрана грам. Това означава, че ако си представите цялата повърхност като една равнина, тогава един грам от този материал е достатъчен, за да покрие половин футболно игрище! Как е възможно това? Всичко зависи от структурата на този невероятен материал. Оказва се, че аерогелът е почти солидна „дупка за поничка“: ултратънки твърди стени с дебелина само няколко нанометра (една милионна от милиметъра) образуват сложен триизмерен лабиринт от пори и слоеве. Самите пори са с размери от десетки до стотици нанометри и при нормални земни условия са пълни с въздух – той запълва 90-99 процента от обема на материала. А понякога тези супер гъби могат да бъдат перфектно напълнени с нещо друго. Например петрол, разлял се на повърхността на морето поради инцидент с танкер. В допълнение, такава огромна площ с такова ниско тегло е отлична за създаване на йонистори - суперкондензатори с капацитет от стотици и хиляди фаради (капацитетът на конвенционален кондензатор обикновено се измерва в микрофаради). Може би те ще заменят класическите батерии в близко бъдеще. И да не забравяме за катализаторите, защото при тях повърхността също играе решаваща роля - от това зависи ефективността на влиянието на катализатора върху химичната реакция.

Какво е гел

И така, уникалните свойства на аерогеловете се основават основно на тяхната пространствена структура с малки отворени пори. Материалът на стените, разбира се, също има значение. Например до голяма степен зависи механични свойства, както и електрическата проводимост на конкретен аерогел.

Но как на практика могат да се получат такива сложни кухи „балончета“ с плътни стени? Отговорът се крие в името на самия материал. Геловете са изходен материал за създаване на аерогелове. Същите тези гелове, влажни и тежки, като желирано месо. Добре познатият желатин, между другото, също е подходящ за създаването на този наноматериал. Между другото, какво е гел? На пипане всички имаме добра представа за това вещество, но какво представлява то на микро ниво? Оказва се, че всеки гел се състои от два компонента с различни физични свойства: твърда фаза под формата на непрекъсната пореста пространствена структура, която прониква в цялата проба, и течна фаза, която запълва порите. Освен това, характерният размер на твърдата фаза е само десетки нанометри, тъй като твърдата фаза в геловете обикновено е конгломерати от наночастици или дълги макромолекули.

Типичният гел може да се разглежда като дунапренова гъба за миене на съдове, напоена с течност. Само порите в такава гъба са стотици хиляди пъти по-малки от тази в нашата кухня. Какво се случва, ако премахнете цялата течност от такава гъба? Резултатът е суха гъба с пълни с въздух пори. Значи това е аерогел! Оказва се, че за получаването на този материал е достатъчно просто да изсушите всеки гел? За съжаление не. Практиката показва, че когато течната фаза се изпари, гелът започва бързо да намалява в обем и в крайна сметка получаваме малка плътна бучка сухо вещество, а не желания порест наноматериал със свръхниска плътност. Но защо дунапренената гъба изсъхва, без да намалява обема си, докато гелът й се държи съвсем различно? И как да се справим с това?

Всъщност основната разлика между нашия модел с гъба и истинския гел е размерът на порите: за гъбата те се измерват в милиметри, а за геловете са десетки нанометри, тоест разликата е приблизително пет порядъка. Сега нека си представим как течността се изпарява от порите: в един момент течността спира да ги запълва напълно и се появява граница между течността и парите на тази течност, смесени с въздух. Както е известно, на границата на течността винаги действат сили на повърхностно напрежение, което води до взаимодействие между повърхността на течността и стените на съда (в нашия случай стените на порите). Ако стените са добре намокрени, тогава повърхността на течността придобива вдлъбната форма и върху стените действа сила, която ги дърпа в съда. Големината на тази сила на единица дължина на стената на пората по протежение на границата на течността не зависи от радиуса на пората. Но в същото време в гела стените на тези пори са хиляди пъти по-тънки, отколкото в нашата гъба. Оказва се, че специфичната сила, приложена към стените в гела и в гъбата, е една и съща, но дебелината на тези стени и съответно тяхната механична якост са напълно различни. Не е изненадващо, че порите на гъбата могат да издържат на изсъхването на течността, която ги запълва, но порите на гела не могат. Оттук и „свиването“ на гела при изсъхване - повърхността на течността в порите просто разрушава крехките стени една след друга, докато се изпарява, и в резултат на това получаваме суха лепкава бучка от счупени стени, а не ажурна структура характеристика на аерогелите.

Как да изсушите гела

Как можете да премахнете течността от крехките пори на гела, без да разрушите структурата му? Решението е намерено още през 1931 г. от американския учен Самюъл Стивънс Кистлър. Според някои информации той се обзаложил с колегата си, че може да бъде първият, който ще извърши тази деликатна операция, и спечелил облога. Идеята на Кистлер беше да се отърве от повърхността на течността и силите на напрежение, свързани с нея, тъй като повърхността е причината за всички проблеми. Нека си представим, че имаме запечатана стъклена колба, която е наполовина пълна с течност. През прозрачните стени ще видим границата на течността и газа над нея. Сега нека започнем да загряваме колбата. Течността вътре ще се изпари, което ще увеличи количеството и налягането на парата над повърхността му. И също, разбира се, температурата на тази пара. Ако продължите да нагрявате достатъчно дълго време, тогава в определен момент налягането и температурата вътре в колбата ще достигнат такова ниво, че плътността на парите ще стане равна на плътността на течността и границата между тях просто ще изчезне . А самата пара и течност ще загубят познатите ни характеристики (например течността ще стане свиваема) и ще се превърнат в едно неразделно цяло. Заедно с фазовия интерфейс, силите на повърхностното напрежение също ще изчезнат. Такава температура и налягане, при които парата престава да се различава от течността и течността от парата, се наричат ​​в термодинамиката критичени са представени като критична точкана фазовата диаграма:

За водата критичните температура и налягане са съответно 374 градуса по Целзий и 218 атмосфери. Тоест, ако увеличим налягането в камерата с гел на водна основа до 218 атмосфери или по-високо и след това вдигнем температурата над 374 градуса по Целзий, тогава всяка разлика между пара и вода ще изчезне - ще получим т.нар. суперкритична течност. Във всяка пора на гела ще има много гъста пара или вода, което при такива условия е по същество едно и също нещо. Ако сега започнем да намаляваме налягането до критично и по-ниско, като същевременно поддържаме температурата над критичната, тогава тази плътна пара ще започне постепенно да напуска гела без никаква кондензация. След това можете да започнете да намалявате температурата, докато останалата пара напусне гела и той се превърне в сух аерогел, от който се нуждаем, пълен с въздух. Описаният процес се нарича суперкритично сушенеи се показва с червена стрелка.

Тъй като според този сценарий по време на превръщането на течността в пара няма интерфейс между течна и газообразна среда, няма сили на повърхностно напрежение вътре в порите и те остават непокътнати по време на процеса на сушене. Зелената стрелка показва сценария на сушене, при който течността се превръща в пара по обичайния начин. В този случай имаме едновременното съществуване на две фазови състояния, интерфейс и съответно разрушаване на структурата на гела. Синята стрелка показва, че е възможен и трети начин, който се нарича сушене чрез замразяване. При този сценарий течността вътре в порите първо се прехвърля към в твърдо състояниечрез замразяване и след това, при понижено налягане, превръщане на твърдата фаза в газообразна фаза, заобикаляйки течната фаза (и свързаните с нея проблеми с повърхностното напрежение). На практика тази опция всъщност прави възможно получаването на някои видове аерогелове.

IN Истински животДиректното използване на гелове на водна основа за производството на аерогелове е много неудобно поради високата критична температура и налягане на водата. Следователно, преди да започне сушенето, първоначалният течен компонент на гела обикновено се заменя с по-подходящ по отношение на критичната точка. Такъв заместител може да бъде например метилов алкохол (критична температура - 250 градуса по Целзий, критично налягане - 77 атмосфери). Това бяха алкохоли, които Kistler използва за получаване на аерогелове със стени, направени от невъглероден диоксид. органични съединения. За органичните вещества той препоръчва втечнен пропан като течен компонент на гела по време на суперкритично сушене. Използват се също ацетон и втечнена вода въглероден двуокис. Като цяло днес има доста „рецепти“ за приготвяне на аерогелове. Можете дори да намерите препоръки в интернет за приготвянето му у дома.

В Русия няколко научни центъра се занимават с изследвания на аерогелове, включително Центърът за композитни материали в NUST MISIS. Изследователят на Центъра, кандидатът на физико-математическите науки Федор Сенатов даде следния коментар относно технологичните възможности за използване на свръхкритичното състояние на материята: „Интересно и полезна функциявещества в свръхкритично състояние (течност) е, че с негова помощ е възможно не само да се образува порьозност в гела, но и да се модифицира самият материал, както и да се премахнат ненужните примеси от него. Например, можете да разтворите лекарствено вещество в суперкритична течност и да третирате полимерен гел с тази течност. Когато течността проникне в гела, тя ще донесе със себе си лекарството, което ще остане в полимера, след като налягането се намали и течността напусне. Така ще се получи аерогел, който може да се използва в медицината за ултрафилтрация на биологични течности с едновременни лечебни ефекти.

Използвайки същия метод, можете да премахнете ненужните примеси от материала. Този метод, наричан в литературата суперкритична флуидна екстракция (SFE), се използва от доста дълго време както в лабораторни изследвания, и в промишлено производство. Най-честият пример за суперкритична флуидна екстракция е използването на scCO2 за декофеинизиране на кафе. Повече от сто хиляди тона безкофеиново кафе се произвеждат в света годишно с помощта на scCO 2.

Метални оксиди. Съответните аерогелове се използват широко за производството на катализатори. Те обикновено съдържат алуминиев оксид с добавка на никел. НАСА използва алуминиев аерогел с добавка на гадолиний и тербий за откриване на космически частици със свръхвисока енергия. Факт е, че тези аерогелове флуоресцират, когато такива частици навлязат в тях, което позволява да бъдат записани. Освен това мощността на излъчване зависи от енергията на частицата. Цветът на аерогеловете от метален оксид варира в широки граници.

Органични полимери. Например, аерогел, направен от агар-агар, същият, който се добавя към плодовото желе. Друг органичен материал, целулозата, се използва за производството на гъвкави аерогелове.

Халкогени. Тази група включва: сяра, селен, телур и др.

Кадмиев селенид . Аерогелът, направен от този материал, има полупроводникови свойства.

Освен това, свойствата на аерогеловете могат да бъдат допълнително модифицирани чрез въвеждане на различни модифициращи добавки в състава на твърдата фаза.

В момента има основни сегменти на индустрията, в които аерогеловете са намерили своето приложение:

Сергей Петров

Аерогелът е много необичайно творение човешки ръце, материал, награден с 15 позиции в Книгата на рекордите на Гинес заради уникалните си качества.

Името "аерогел" идва от две латински думи aer - въздух и gelatus - замразен.
Поради това аерогелът често се нарича „замразен дим“. На външен вид обаче аерогелът наистина прилича на замръзнал дим. Аерогелът е необичаен гел, в който няма течна фаза, напълно заменена от газообразна фаза, в резултат на което веществото има
рекордно ниска плътност, само един път и половина по-висока от плътността на въздуха, както и редица други уникални качества: твърдост, прозрачност, устойчивост на топлина и др. Аерогелът също е изненадващ, защото се състои от 99,8%... въздух!

Историята на появата на аерогел все още не е напълно изяснена. Известно е само, че американският учен Самуел Кистлър е първият, който го е получил в края на двадесетте или тридесетата година на миналия век в Тихоокеанския колеж в Стоктън (Калифорния). Получено, както понякога се случва, в научната
изследване, почти случайно, като страничен продукт от кристализацията на аминокиселини в свръхкритични свръхнаситени течности. Ученият постигна производството на аерогел, като замени течността в обикновен гел с метанол. След това гелът се нагрява под високо налягане до 240 градуса (критична температура за метанол). В този момент газообразният метанол напуска гела, но дехидратираната пяна не намалява обема си. В резултат на това се образува лек, фино порест материал, по-късно наречен аерогел.

Структурно аерогелите са
дървовидна мрежа от частици, обединени в хомогенни групи (клъстери)
2-5 нанометра с размер и пълни с въздух пори с размер до 100
нанометри Външно аерогелът е най-подобен на прозрачен или
полупрозрачна замразена сапунена пяна. Когато се гледа с просто око,
аерогелът изглежда като непрекъсната хомогенна субстанция, което е предимство
го отличава от такива порести среди като различни пени. На пипане
аерогелът също прилича на замръзнала пяна. Достатъчно издръжлив е
материал - аерогел може да издържи натоварване 2000 пъти по-голямо
собствено тегло. Например, малък блок аерогел с тегло 2,38 g.
лесно издържа тегло на тухла от 2,5 кг! Кварцовите аерогелове са
много добър топлоизолатор.

Процес
Производството на аерогелове е сложно и трудоемко. Първо, с помощта на химикали
реакции, гелът полимеризира. Тази операция отнема няколко дни и
Резултатът е желеобразен продукт. След това алкохол от желето
водата се отстранява. Пълното му премахване е ключът към успеха на целия процес.
Следващата стъпка е "суперкритично" сушене. Произвежда се в
автоклав при високо кръвно наляганеи температура, участва в процеса
втечнен въглероден диоксид.

Приложения
Използването на кварцов аерогел като изолационен материал започва през четиридесетте години на ХХ век. Известна компания Monsanto произвежда този продукт по лицензионно споразумение с Kistler. Въпреки това, поради високата си цена, аерогелните топлоизолатори не се използват широко.
получени, а през седемдесетте години производството е ограничено. Едва в самия край на миналия век аерогеловете отново започнаха да се използват широко от човечеството, предимно в космическата индустрия.

Стана аерогелът най-важният елемент Array catcher, който беше използван от космическата сонда Stardust, за да улови милиони малки частици от опашката на кометата Wild 2 и да донесе спускаемия модул с тези проби на земята. Между другото, сред разнообразието от частици, уловени от сондата, бяха открити следи от глицин, най-важната аминокиселина за образуването на протеини. За учените, които споделят теорията за извънземния произход на живота, тази находка стана косвено доказателство, че са били прави.

Като уникат
аерогелният топлоизолатор се планира да се използва в космоса
Произведени в Америка скафандри, създадени за марсианската мисия
Проект на НАСА. НАСА също обяви използването на аерогел като
топлинен щит на нови модели совалки.

Обещаващо
също аерогелове в микроелектрониката. Основно поради факта, че
че имат най-ниски диелектрични константи.
Използването на аерогелове като изолационни слоеве в многослойни
печатни платкизначително ще подобри производителността
електроника.

През 2007 г. американски химици
представиха създадените от тях аерогелове, които могат да служат като филтър за
пречистване на водата от вредни примеси, като живак, олово и др
отровни тежки метали. Докато производството на тези материали е достатъчно
ограничен поради висока цена, защото Филтрите съдържат платина, но
когато се намери заместител за него под формата на по-евтин аналог,
нов тип пречистватели могат да се използват за отстраняване на тежки метали
водни тела на планетата.

В допълнение, новите аерогелове проявяват полупроводникови свойства и следователно могат да се използват във фотоволтаични клетки и други оптоелектронни устройства.

Кварцовият аерогел, както вече беше споменато, е уникален топлоизолатор. Издържа на температури до 500 градуса по Целзий, а слой с дебелина 2,5 см е достатъчен, за да предпази човешката ръка от
пряко въздействие горелка. Има разновидности на аерогелове с точка на топене до 1200 С. Свойствата на аерогелите до голяма степен зависят от изходен материал, от които са направени. Има аерогелове, направени от алуминиев оксид (с добавяне на алуминиев оксид), силициев диоксид и
също калаен оксид и хром. Съвсем наскоро бяха произведени аерогелове на въглеродна основа. Има аерогелове, използвани като катализатори. В момента НАСА тества аерогелове от алуминиев оксид, съдържащи редки елементи - гадолиний и тербий. Тези аерогелове
използвани като високоскоростни детектори за сблъсък. Някои прозрачни разновидности на аерогел се разглеждат от учените като заместител прозоречно стъкло. В крайна сметка индексът на пречупване на аерогеловете е много по-нисък от този на стъклото (1,05 срещу 1,5). Първоначалната крехкост на това
Науката вече е успяла да преодолее предизвикателствата на обещаващите материали; вече са налични еластични и гъвкави аерогелове. На дневен ред е въпросът за намаляване на производствените разходи до граници, които правят използването в голям мащаб печелившо. Аерогелите често се наричат ​​материалът на 21 век. Така
дали е, скоро ще видим.

Аерогелът е клас материали, които представляват гел, в който течната фаза е напълно заменена с газообразна фаза, в резултат на което веществото има рекордно ниска плътност, само един път и половина по-висока от плътността на въздуха, и редица други уникални качества: твърдост, прозрачност, топлоустойчивост, изключително ниска топлопроводимост и липса на водопоглъщане.

Airgel, какъв материал е това?

(от латински aer - въздух и gelatus - замръзнал) - клас материали, които представляват гел, в който течната фаза е напълно заменена с газообразна, в резултат на което веществото има рекордно ниска плътност, само една и половината от плътността на въздуха и редица други уникални качества: твърдост, прозрачност, топлоустойчивост, изключително ниска топлопроводимост и липса на водопоглъщане.

Често аерогелнаречен „замръзнал дим“ поради неговата външен вид. На външен вид донякъде прилича на замръзнал дим. На пипане аерогелнаподобява лека, но твърда пяна, нещо като пенополистирол.

Представлява дървовидна нетоот групирани наночастициС размери 2-5 nm, твърдо свързани помежду си. Тази рамка заема малка част от обема от 0,13 до 15%, останалото са пори.

Аерогеловепринадлежат към класа на мезопорестите материали.

Аерогелите са често срещани от различен характер: както неорганични - на базата на аморфен силициев диоксид (SiO 2), алуминиев оксид (Al 2 O 3), графен (наречен аерографен), графит (наречен аерографит), както и хромови и калаени оксиди, така и органични - на базата на полизахариди, силикон , въглерод. В зависимост от основата, аерогеловете проявяват различни свойства. Има обаче общи свойства, характерни за целия клас на този материал.

Като топлоизолатор се произвежда под формата на рогозки и ролки.

Свойства и предимства на аерогела:

– висока порьозност. 99,8% се състои от въздух,

– има рекорд за най-ниска плътност на твърди вещества - 1,9 kg/m³, това е 500 пъти по-малко от плътността на водата и само 1,5 пъти повече от плътността на въздуха (кварцови аерогелове),

– уникален топлоизолатор.Има ниска топлопроводимост - λ = 0,013 ~ 0,019 W/(m K) (във въздух при нормално атмосферно налягане) по-малка от топлопроводимостта на въздуха (0,024 W/(m K) (кварцови аерогелове). Като изолация е 2-5 пъти по-ефективна от традиционната изолация,

– точката на топене е 1200°C (кварцов аерогел),

– аерогелът е издръжлив материал. Може да издържи товар от 2000 пъти собственото си тегло,

– има нисък модул на Юнг,

– не се компресира, устойчив е на деформация, има висока якост на опън,

– скоростта на разпространение на звука има най-много ниска стойностЗа твърд материал, което е важно предимство при създаването шумоизолиращи материали.Скоростта на звука в него е по-ниска от скоростта на звука в газовете,

– някои видове аерогел са отлични сорбенти.Те са 7-10 пъти по-ефективни от популярните съвременни сорбционни материали,

– е стабилно поресто вещество. Обемът на порите вътре в аерогела е десетки пъти по-голям от обема, зает от самия материал. Този имотпозволява използването на аерогел с определен състав като катализатор в химични процеси за получаване на органични съединения. От друга страна, неговият голям вътрешен капацитет може да се използва за безопасно съхранение на определени вещества, като ракетно гориво, окислител и др.

– отлична хидрофобност. Не абсорбира влага

– има висока устойчивост на топлина и устойчивост на топлина. Има широк работен температурен диапазонупотреба – от -200 °C до +1000 (1200) °C. Запазва топлоизолацията и механични характеристикипри нагряване до поне 1000°C,

- е незапалим материал. Може да се използва и за противопожарна защита различни дизайни,

– прозрачен (кварцов аерогел). Има индекс на пречупване на светлината от 1,1 до 1,02. Може да се направи от различни видовестъклена чаша,

– има доста висока твърдост,

– издръжливост,

– екологични и безопасни за хората и околната среда,

– има голяма специфична площ вътрешна повърхност. Това е около 300-1000 m 2 /g,

– химичен съставаерогелът може да се регулира, лесно могат да се добавят различни добавки към състава му, което отваря нови възможности за неговото използване,

– устойчиви на киселини, основи, разтвори,

– в същото време е крехък материал.

Приложение на аерогел:

- В научно изследванев областта на ядрената физика,

– за звукоизолация,

– за топлоизолация на сгради, постройки, складове, хладилници, нефтопроводи, тръби, други обекти и съоръжения,

– за противопожарна защита,

Иновации в аерогела:

Учените предложиха концепция тераформиране на отделни региони на планети : Марс, Луна, Венера и др. чрез създаване на изкуствени куполи или екраниот слой

Аерогели (от лат. аер- въздух и желатус- замразени) - клас материали, които са гел, в който течната фаза е напълно заменена с газообразна фаза, в резултат на което веществото има рекордно ниска плътност, само един и половина пъти плътността на въздуха, и редица други уникални качества: твърдост, прозрачност, топлоустойчивост, изключително ниска топлопроводимост и липса на водопоглъщане.

Общ изглед на аерогела

Аерогелът е уникален и с това, че се състои от 99,8%... въздух!

Често срещани са аерогелове на базата на аморфен силициев диоксид, алуминиев оксид, хром и калаен оксид. В началото на 90-те години на миналия век бяха получени първите образци на въглероден аерогел.

Аерогелът е много необичайно творение на човешки ръце, материал, удостоен с 15 позиции в Книгата на рекордите на Гинес заради уникалните си качества.

Аерогеловете принадлежат към класа на мезопорестите материали, в които кухините заемат поне 50% от обема. Структурата на аерогеловете е дървовидна мрежа от групирани наночастици с размер 2–5 nm и пори с размер до 100 nm.

На допир аерогеловете приличат на лека, но твърда пяна, нещо като пенополистирол. При голямо натоварване аерогелът се напуква, но като цяло е много издръжлив материал- образец от аерогел може да издържи товар от 2000 пъти собственото си тегло. Аерогеловете, особено кварцовите, са добри топлоизолатори.

Кварцовите аерогелове са най-разпространени, те също така държат текущия рекорд за най-ниска плътност на твърди вещества - 1,9 kg/m³, което е 500 пъти по-малко от плътността на водата и само 1,5 пъти повече от плътността на въздуха.

Кварцовите аерогелове също са популярни поради изключително ниската си топлопроводимост (~0,017 W/(m.K) във въздух при нормално атмосферно налягане), по-ниска от топлопроводимостта на въздуха (0,024 W/(m.K)).

Приложение на аерогел

Аерогеловете се използват в строителството и промишлеността като топлоизолационни и топлозадържащи материали за топлоизолация на стоманени тръбопроводи, различно оборудване с висока и нискотемпературни процеси, сгради и други обекти. Издържа на температури до 650°C, а слой с дебелина 2,5 cm е достатъчен, за да предпази човешката ръка от директно излагане на горелка.

Точката на топене на кварцовия аерогел е 1200°C.

Производство на аерогел

Процесът на производство на аерогелове е сложен и трудоемък. Първо, използвайки химична реакциягелът полимеризира. Тази операция отнема няколко дни и на изхода се получава желеобразен продукт. След това водата се отстранява от желето със спирт. Пълното му премахване е ключът към успеха на целия процес. Следващата стъпка е "суперкритично" сушене. Произвежда се в автоклав при високо налягане и температура, като се използва втечнен въглероден диоксид.

Първенството в изобретяването на аерогела се признава от химика Стивън Кистлър от Тихоокеанския колеж в Стоктън, Калифорния, САЩ, който публикува резултатите си през 1931 г. в списание Nature.

Kistler заменя течността в гела с метанол и след това нагрява гела под налягане до достигане на критичната температура на метанола (240°C). Метанолът напуска гела, без да намалява обема си; Съответно гелът "изсъхна", почти без да се свива.

Когато разходите за енергия се увеличават, необходимостта от по-ефективното й използване нараства. Изчислено е, че 40% от енергията, която използваме, се изразходва за поддържане на топлината на домовете ни. Повече от 30% от тази енергия преминава през стени (в строителството този процеснаречен топлинен мост).

Въз основа на технология, разработена от НАСА, най-силно изолиращата от съществуващи материали, марката Thermablok създаде невероятен продукт, който може да намери търсене в строителната индустрия. Аерогелът, наричан още „замръзнал дим“, е трудно да се адаптира за широко използване поради крехката му структура. Патентованият материал на Thermablok обаче съдържа уникални влакна, които му позволяват да се огъва и компресира, като същевременно запазва невероятните си изолационни свойства.

Само една лента аерогел (6,25 мм х 38 мм), положена по дължината на всеки профил преди облицовката на стена с гипсокартон, увеличава изолационния капацитет на стените с повече от 40%, според учени от лабораторията Оук Ридж на Министерството на енергетиката на САЩ.

Материалът Thermablok е разработен от изследователската компания Acoustiblok(R). Марк Нотщайн, който ръководи изследователските усилия, заяви: „ Твърди вещества, разбира се, провеждат топлина по-добре от въздуха или вакуума. По този начин, в стената на дървени или метални профилиименно профилите участват в преноса на топлина, свързвайки механично двете страни на стената. Термичният анализ показва, че профилите са точки на проводимост. Тъй като аерогелът Thermablok(TM) е 95% въздух и се намира между профила и гипсокартона, той предотвратява механичен контакт (термичен мост).

НАСА разработва технология за изолация на аерогел от няколко години, използвайки я в космически совалки, космически костюми и други модерни приложения, включително най-новата мисия до Марс. Тази технология е потенциален пробив в областта рационално използванеенергетика и изграждане на енергийно ефективни сгради.

Президентът и основател на Acoustiblok, Lachni Johnson е вдъхновен да създаде нов продукт, който е продължение на вече установения екологичен продукт Acoustiblok на компанията. Джонсън се гордее, че тяхната компания произвежда продукти, които са не само екологични, но и енергийно ефективни. „Възможностите за използване на материала са безкрайни“, казва той, „в традиционното строителство, както и за защита поверителностпоради своите акустични свойства."

Предимства на материала Thermablok:

• намалява разходите за енергия,
• напълно предмет повторно използване,
• не съдържа вещества, които разрушават озоновия слой,
• повече от 30% направени от рециклирани материали,
• композитен материал, повече от 95% състояща се от въздух,
• водоотблъскващ, незасегнат от влага, мухъл или вода,
• лесен за залепване,
• В случай на пожар лесно се гаси с вода,
• икономичен,
• практически не тежи и не изисква големи транспортни разходи,
• насърчава звукоизолацията,
• издръжлив, защото не реагира с атмосферната влага,
• произведено в САЩ.