Σπίτι · Μετρήσεις · DIY airgel στο σπίτι. Airgel για μόνωση σπιτιού. – έχει αρκετά υψηλή σκληρότητα

DIY airgel στο σπίτι. Airgel για μόνωση σπιτιού. – έχει αρκετά υψηλή σκληρότητα

Υπάρχουν υλικά που είναι κατά 90 τοις εκατό αέρας; Και ταυτόχρονα, στερεό, θερμομονωτικό και ηχομονωτικό, αγώγιμο του ηλεκτρισμού και γενικά ικανό να βρει εφαρμογή σε πολλές βιομηχανίες ταυτόχρονα; Διαβάστε στο επόμενο άρθρο από τη σειρά μας «Πέντε Στοιχεία», το οποίο Ν+1κάνει από κοινού με τη NUST MISIS, σχετικά με αερογέλη - νανοϋλικά γεμάτα με αέρα.

Ιδιότητες αεροτζελών

Η παρακάτω φωτογραφία δείχνει ένα από τα πιο κοινά αερογέλη - κατασκευασμένα από διοξείδιο του πυριτίου. Ονομάζεται επίσης «μπλε καπνός» για την όμορφη γαλαζωπή του απόχρωση. Εξωτερικά, αυτό το αεροτζέλ μοιάζει με ένα κομμάτι πάγου, αλλά στην πραγματικότητα είναι εκπληκτικά ελαφρύ και σκληρό. Και εντελώς στεγνό. Αισθάνεται σαν αφρός, αλλά όχι σαν ζελέ ή πάγο. Εάν ρίξετε ένα κομμάτι τέτοιου «καπνού» σε μια σκληρή επιφάνεια, θα αναπηδήσει σαν μπάλα παραλίας και ο ήχος θα μοιάζει με το κουδούνισμα ενός γυάλινου στολισμού χριστουγεννιάτικου δέντρου.

Υπάρχουν και άλλα αερογέλια από τα περισσότερα διαφορετικά χρώματα, αλλά το ίδιο χωρίς βάρος. Τι ιδιότητες έχει αυτό το υλικό; Εδώ είναι τα πιο χαρακτηριστικά:

  • πολύ χαμηλή πυκνότητα (έως 160 γραμμάρια ανά κυβικό μέτρο), δηλαδή έξι φορές ελαφρύτερο από τον αέρα.

  • εξαιρετικά χαμηλή θερμική αγωγιμότητα (έως 0,016 Watt ανά μέτρο ανά Kelvin), 10 φορές χαμηλότερη από αυτή του ξύλου.

  • χαμηλή ταχύτητα διάδοσης του ήχου (έως 70 μέτρα ανά δευτερόλεπτο).

  • εξαιρετικά χαμηλός δείκτης διάθλασης του φωτός (έως 1.0002).

  • Η ηλεκτρική αγωγιμότητα μπορεί να ποικίλλει ευρέως ανάλογα με το χρησιμοποιούμενο υλικό.

  • Τα περισσότερα αερογέλη σπάνε εύκολα με το χέρι, παρά τη σκληρότητά τους. Δηλαδή, είναι εύθραυστα, αλλά σκληρά - μερικά μπορούν να αντέξουν 4000 φορές το βάρος τους χωρίς να σπάσουν.


    Το τούβλο υποστηρίζεται από ένα εφήμερο μπλοκ πυριτίου

    Ωστόσο, έχουν ήδη δημιουργηθεί πλαστικά αερογέλη που μπορούν να λυγίσουν και να χτυπηθούν ακόμη και με σφυρί. Αυτά ακριβώς τα υλικά σχεδιάζονται να χρησιμοποιηθούν για τη μόνωση διαστημικών στολών που δημιουργήθηκαν ως μέρος μιας μελλοντικής αποστολής στον Άρη. Και όχι μόνο διαστημικές στολές - κατασκευαστές ρούχων και ταξιδιωτικού εξοπλισμού πειραματίζονται ήδη ενεργά με τέτοια υλικά.

    Τα αερογέλια έχουν μια άλλη μοναδική παράμετρο - αναλογία επιφάνειας πλήρη επιφάνειασε βάρος: έως 3200 τετραγωνικά μέτραανά γραμμάριο. Αυτό σημαίνει ότι αν φανταστείτε ολόκληρη την επιφάνεια ως ένα μόνο επίπεδο, τότε ένα γραμμάριο από αυτό το υλικό είναι αρκετό για να καλύψει μισό γήπεδο ποδοσφαίρου! Πώς μπορεί αυτό να είναι? Είναι όλα σχετικά με τη δομή αυτού του καταπληκτικού υλικού. Αποδεικνύεται ότι το airgel είναι σχεδόν μια συμπαγής «τρύπα ντόνατ»: εξαιρετικά λεπτά συμπαγή τοιχώματα πάχους μόλις λίγων νανόμετρων (ένα εκατομμυριοστό του χιλιοστού) σχηματίζουν έναν περίπλοκο τρισδιάστατο λαβύρινθο πόρων και στρωμάτων. Οι ίδιοι οι πόροι κυμαίνονται σε μέγεθος από δεκάδες έως εκατοντάδες νανόμετρα και, υπό κανονικές επίγειες συνθήκες, γεμίζουν με αέρα - γεμίζει το 90-99 τοις εκατό του όγκου του υλικού. Και μερικές φορές, αυτά τα σούπερ σφουγγάρια μπορούν να γεμίσουν τέλεια με κάτι άλλο. Για παράδειγμα, πετρέλαιο χύθηκε στην επιφάνεια της θάλασσας λόγω ατυχήματος δεξαμενόπλοιου. Επιπλέον, μια τόσο τεράστια περιοχή με τόσο χαμηλό βάρος είναι εξαιρετική για τη δημιουργία ιονιστών - υπερπυκνωτών χωρητικότητας εκατοντάδων και χιλιάδων φαράντ (η χωρητικότητα ενός συμβατικού πυκνωτή συνήθως μετράται σε μικροφαράντ). Ίσως αντικαταστήσουν τις κλασικές μπαταρίες στο εγγύς μέλλον. Και ας μην ξεχνάμε τους καταλύτες, γιατί σε αυτούς η επιφάνεια παίζει επίσης καθοριστικό ρόλο - η αποτελεσματικότητα της επίδρασης του καταλύτη στη χημική αντίδραση εξαρτάται από αυτό.

    Τι είναι το gel

    Έτσι, οι μοναδικές ιδιότητες των αεροπηκτών βασίζονται κυρίως στη χωρική τους δομή με τους μικροσκοπικούς ανοιχτούς πόρους. Σημασία έχει φυσικά και το υλικό των τοίχων. Για παράδειγμα, εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό μηχανικές ιδιότητες, καθώς και την ηλεκτρική αγωγιμότητα μιας συγκεκριμένης αερογέλης.

    Πώς όμως μπορούν να ληφθούν στην πράξη τέτοιες περίπλοκες κοίλες «φυσαλίδες» με συμπαγείς τοίχους; Η απάντηση βρίσκεται στο όνομα του ίδιου του υλικού. Τα τζελ είναι το αρχικό υλικό για τη δημιουργία αεροτζελών. Τα ίδια τζελ, υγρά και βαριά, σαν ζελέ κρέας. Η γνωστή ζελατίνη, παρεμπιπτόντως, είναι επίσης κατάλληλη για τη δημιουργία αυτού του νανοϋλικού. Με την ευκαιρία, τι είναι ένα τζελ; Στην αφή, όλοι έχουμε μια καλή ιδέα για αυτήν την ουσία, αλλά τι αντιπροσωπεύει σε μικροεπίπεδο; Αποδεικνύεται ότι κάθε γέλη αποτελείται από δύο συστατικά με διαφορετικές φυσικές ιδιότητες: μια στερεή φάση με τη μορφή μιας συνεχούς πορώδους χωρικής δομής που διαπερνά ολόκληρο το δείγμα και μια υγρή φάση που γεμίζει τους πόρους. Επιπλέον, το χαρακτηριστικό μέγεθος της στερεάς φάσης είναι μόλις δεκάδες νανόμετρα, επειδή η στερεά φάση στα πηκτώματα είναι συνήθως συσσωματώματα νανοσωματιδίων ή μακριά μακρομόρια.

    Ένα τυπικό τζελ μπορεί να θεωρηθεί ως ένα σφουγγάρι πλυσίματος πιάτων με αφρό εμποτισμένο σε υγρό. Μόνο οι πόροι σε ένα τέτοιο σφουγγάρι είναι εκατοντάδες χιλιάδες φορές μικρότεροι από αυτόν της κουζίνας μας. Τι θα συμβεί αν αφαιρέσετε όλο το υγρό από ένα τέτοιο σφουγγάρι; Το αποτέλεσμα είναι ένα στεγνό σφουγγάρι με πόρους γεμάτους αέρα. Αυτό είναι λοιπόν το airgel! Αποδεικνύεται ότι για να αποκτήσετε αυτό το υλικό αρκεί απλά να στεγνώσετε οποιοδήποτε τζελ; Δυστυχώς όχι. Η πρακτική δείχνει ότι όταν η υγρή φάση εξατμίζεται, η γέλη αρχίζει να μειώνεται γρήγορα σε όγκο και, στο τέλος, παίρνουμε ένα μικρό πυκνό κομμάτι ξηρής ύλης και όχι το επιθυμητό πορώδες νανοϋλικό με εξαιρετικά χαμηλή πυκνότητα. Γιατί όμως ένα σφουγγάρι αφρού στεγνώνει χωρίς να μειώνεται σε όγκο, ενώ το αντίστοιχο gel συμπεριφέρεται τελείως διαφορετικά; Και πώς να το αντιμετωπίσετε αυτό;

    Στην πραγματικότητα, η θεμελιώδης διαφορά μεταξύ του μοντέλου μας με ένα σφουγγάρι και ένα πραγματικό τζελ είναι το μέγεθος των πόρων: για ένα σφουγγάρι μετρώνται σε χιλιοστά και για τα τζελ είναι δεκάδες νανόμετρα, δηλαδή η διαφορά είναι περίπου πέντε τάξεις μεγέθους. Τώρα ας φανταστούμε πώς εξατμίζεται το υγρό από τους πόρους: κάποια στιγμή το υγρό σταματά να τους γεμίζει τελείως και εμφανίζεται ένα όριο μεταξύ του υγρού και του ατμού αυτού του υγρού αναμεμειγμένου με αέρα. Όπως είναι γνωστό, οι δυνάμεις επιφανειακής τάσης δρουν πάντα στο όριο ενός υγρού, οι οποίες οδηγούν σε αλληλεπίδραση μεταξύ της επιφάνειας του υγρού και των τοιχωμάτων του αγγείου (στην περίπτωσή μας, των τοιχωμάτων των πόρων). Εάν τα τοιχώματα είναι καλά βρεγμένα, τότε η επιφάνεια του υγρού παίρνει ένα κοίλο σχήμα και μια δύναμη ασκεί στα τοιχώματα, που τα τραβάει μέσα στο δοχείο. Το μέγεθος αυτής της δύναμης ανά μονάδα μήκους του τοιχώματος των πόρων κατά μήκος του ορίου του υγρού δεν εξαρτάται από την ακτίνα των πόρων. Αλλά ταυτόχρονα, στο τζελ τα τοιχώματα αυτών των πόρων είναι χιλιάδες φορές πιο λεπτά από ό,τι στο σφουγγάρι μας. Αποδεικνύεται ότι η ειδική δύναμη που εφαρμόζεται στα τοιχώματα στη γέλη και στο σφουγγάρι είναι η ίδια, αλλά το πάχος αυτών των τοιχωμάτων και, κατά συνέπεια, η μηχανική τους αντοχή είναι εντελώς διαφορετικά. Δεν είναι περίεργο ότι οι πόροι του σφουγγαριού μπορούν να αντέξουν το στέγνωμα του υγρού που τους γεμίζει, αλλά οι πόροι του τζελ δεν μπορούν. Εξ ου και η «συρρίκνωση» της γέλης κατά την ξήρανση - η επιφάνεια του υγρού στους πόρους απλώς σπάει τα εύθραυστα τοιχώματα το ένα μετά το άλλο καθώς εξατμίζεται και ως αποτέλεσμα έχουμε ένα ξηρό κολλώδες κομμάτι σπασμένων τοίχων και όχι τη διάτρητη δομή χαρακτηριστικό των αεροτζελών.

    Πώς να στεγνώσετε το τζελ

    Πώς μπορείτε να αφαιρέσετε υγρό από τους εύθραυστους πόρους του τζελ χωρίς να καταστρέψετε τη δομή του; Η λύση βρέθηκε το 1931 από τον Αμερικανό επιστήμονα Samuel Stephens Kistler. Σύμφωνα με κάποιες αναφορές, πόνταρε με τον συνάδελφό του ότι θα μπορούσε να είναι ο πρώτος που θα πραγματοποιούσε αυτή τη λεπτή επέμβαση και κέρδισε το στοίχημα. Η ιδέα του Kistler ήταν να απαλλαγεί από την επιφάνεια του υγρού και τις δυνάμεις τάσης που συνδέονται με αυτό, αφού η επιφάνεια είναι η αιτία όλων των προβλημάτων. Ας φανταστούμε ότι έχουμε μια σφραγισμένη γυάλινη φιάλη που είναι μισογεμάτη με υγρό. Μέσα από τα διαφανή τοιχώματα θα δούμε το όριο του υγρού και του αερίου από πάνω του. Τώρα ας αρχίσουμε να θερμαίνουμε τη φιάλη. Το υγρό μέσα θα εξατμιστεί, γεγονός που θα αυξήσει την ποσότητα και την πίεση του ατμού πάνω από την επιφάνειά του. Και επίσης, φυσικά, η θερμοκρασία αυτού του ατμού. Εάν συνεχίσετε τη θέρμανση για αρκετό καιρό, τότε σε μια ορισμένη στιγμή η πίεση και η θερμοκρασία μέσα στη φιάλη θα φτάσουν σε τέτοιο επίπεδο που η πυκνότητα του ατμού θα γίνει ίση με την πυκνότητα του υγρού και το όριο μεταξύ τους απλά θα εξαφανιστεί . Και οι ίδιοι οι ατμοί και το υγρό θα χάσουν τα γνωστά σε εμάς χαρακτηριστικά (για παράδειγμα, το υγρό θα γίνει συμπιεστό) και θα μετατραπεί σε ένα αδιαχώριστο σύνολο. Μαζί με τη διεπαφή φάσης, οι δυνάμεις επιφανειακής τάσης θα εξαφανιστούν επίσης. Αυτή η θερμοκρασία και πίεση στην οποία ο ατμός παύει να διαφέρει από το υγρό και το υγρό από τον ατμό, ονομάζονται στη θερμοδυναμική κρίσιμοςκαι απεικονίζονται ως κρίσιμο σημείοστο διάγραμμα φάσεων:


    Για το νερό, η κρίσιμη θερμοκρασία και πίεση είναι 374 βαθμοί Κελσίου και 218 ατμόσφαιρες, αντίστοιχα. Δηλαδή, αν αυξήσουμε την πίεση στον θάλαμο με ένα τζελ με βάση το νερό στις 218 ατμόσφαιρες ή υψηλότερες και στη συνέχεια ανεβάσουμε τη θερμοκρασία πάνω από 374 βαθμούς Κελσίου, τότε οποιαδήποτε διαφορά μεταξύ ατμού και νερού θα εξαφανιστεί - θα πάρουμε το λεγόμενο υπερκρίσιμο υγρό. Μέσα σε κάθε πόρο του τζελ θα υπάρχει πολύ πυκνός ατμός ή νερό, που υπό τέτοιες συνθήκες είναι ουσιαστικά το ίδιο πράγμα. Εάν τώρα αρχίσουμε να χαμηλώνουμε την πίεση στο κρίσιμο και κάτω, ενώ διατηρούμε τη θερμοκρασία πάνω από το κρίσιμο, τότε αυτός ο πυκνός ατμός θα αρχίσει σταδιακά να φεύγει από το τζελ χωρίς συμπύκνωση. Στη συνέχεια, μπορείτε να αρχίσετε να χαμηλώνετε τη θερμοκρασία έως ότου ο υπόλοιπος ατμός φύγει από το τζελ και μετατραπεί στο ξηρό αεροτζελ που χρειαζόμαστε, γεμάτο με αέρα. Η διαδικασία που περιγράφεται ονομάζεται υπερκρίσιμη ξήρανσηκαι εμφανίζεται με κόκκινο βέλος.


    Δεδομένου ότι, σύμφωνα με αυτό το σενάριο, κατά τη μετατροπή του υγρού σε ατμό δεν υπάρχει διεπαφή μεταξύ υγρού και αέριου μέσου, δεν υπάρχουν δυνάμεις επιφανειακής τάσης μέσα στους πόρους και παραμένουν άθικτοι κατά τη διαδικασία ξήρανσης. Το πράσινο βέλος υποδεικνύει το σενάριο στεγνώματος όπου το υγρό μετατρέπεται σε ατμό με τον συνηθισμένο τρόπο. Στην περίπτωση αυτή έχουμε την ταυτόχρονη ύπαρξη δύο καταστάσεις φάσης, διεπαφή και, κατά συνέπεια, καταστροφή της δομής γέλης. Το μπλε βέλος δείχνει ότι είναι επίσης δυνατός ένας τρίτος τρόπος, ο οποίος ονομάζεται ξήρανση κατάψυξης. Σε αυτό το σενάριο, το υγρό μέσα στους πόρους μεταφέρεται πρώτα σε Στερεάς κατάστασηςμε κατάψυξη και στη συνέχεια, υπό μειωμένη πίεση, μετατροπή της στερεάς φάσης σε αέρια φάση, παρακάμπτοντας την υγρή φάση (και τα συναφή προβλήματα επιφανειακής τάσης). Στην πράξη, αυτή η επιλογή καθιστά ουσιαστικά δυνατή την απόκτηση ορισμένων τύπων αεροπηκτών.

    ΣΕ πραγματική ζωήΗ άμεση χρήση πηκτωμάτων με βάση το νερό για την κατασκευή αεροτζελ είναι πολύ άβολη λόγω της υψηλής κρίσιμης θερμοκρασίας και πίεσης του νερού. Επομένως, πριν αρχίσει η ξήρανση, το αρχικό υγρό συστατικό του τζελ συνήθως αντικαθίσταται με ένα πιο κατάλληλο ως προς το κρίσιμο σημείο. Ένας τέτοιος υποκαταστάτης μπορεί να είναι, για παράδειγμα, η μεθυλική αλκοόλη (κρίσιμη θερμοκρασία - 250 βαθμοί Κελσίου, κρίσιμη πίεση - 77 ατμόσφαιρες). Ήταν αλκοόλες που ο Kistler χρησιμοποιούσε για να αποκτήσει αερογέλη με τοιχώματα κατασκευασμένα από μη διοξείδιο του άνθρακα. ΟΡΓΑΝΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ. Για τα οργανικά, συνέστησε το υγροποιημένο προπάνιο ως υγρό συστατικό της γέλης κατά την υπερκρίσιμη ξήρανση. Χρησιμοποιείται επίσης ακετόνη και υγροποιημένο νερό διοξείδιο του άνθρακα. Σε γενικές γραμμές, υπάρχουν πολλές «συνταγές» για την προετοιμασία αεροτζελ σήμερα. Μπορείτε ακόμη να βρείτε συστάσεις στο Διαδίκτυο για να το φτιάξετε στο σπίτι.

    Στη Ρωσία, πολλά επιστημονικά κέντρα ασχολούνται με την έρευνα για αερογέλη, συμπεριλαμβανομένου του Κέντρου Σύνθετων Υλικών στο NUST MISIS. Ο ερευνητής του Κέντρου, υποψήφιος Φυσικομαθηματικές Επιστήμες Fedor Senatov έδωσε το ακόλουθο σχόλιο σχετικά με τις τεχνολογικές δυνατότητες χρήσης της υπερκρίσιμης κατάστασης της ύλης: «Ενδιαφέρον και χρήσιμο χαρακτηριστικόουσίες σε υπερκρίσιμη κατάσταση (ρευστό) είναι ότι με τη βοήθειά του είναι δυνατό όχι μόνο να σχηματιστεί πορώδες στο πήκτωμα, αλλά και να τροποποιηθεί το ίδιο το υλικό, καθώς και να αφαιρεθούν οι περιττές ακαθαρσίες από αυτό. Για παράδειγμα, μπορείτε να διαλύσετε μια φαρμακευτική ουσία σε ένα υπερκρίσιμο υγρό και να επεξεργαστείτε μια γέλη πολυμερούς με αυτό το υγρό. Όταν το υγρό διεισδύσει στη γέλη, θα φέρει μαζί του το φάρμακο, το οποίο θα παραμείνει στο πολυμερές αφού μειωθεί η πίεση και φύγει το υγρό. Έτσι, θα ληφθεί ένα airgel που μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην ιατρική για υπερδιήθηση βιολογικών υγρών με ταυτόχρονες φαρμακευτικές επιδράσεις.

    Χρησιμοποιώντας την ίδια μέθοδο, μπορείτε να αφαιρέσετε περιττές ακαθαρσίες από το υλικό. Αυτή η μέθοδος, που στη βιβλιογραφία ονομάζεται εκχύλιση υπερκρίσιμου ρευστού (SFE), έχει χρησιμοποιηθεί για αρκετό καιρό τόσο σε εργαστηριακή έρευνα, και στο εργοστασιακή παραγωγή. Το πιο συνηθισμένο παράδειγμα εκχύλισης υπερκρίσιμου υγρού είναι η χρήση scCO2 για την αποκαφεΐνωση του καφέ. Περισσότεροι από εκατό χιλιάδες τόνοι καφέ χωρίς καφεΐνη παράγονται στον κόσμο ετησίως χρησιμοποιώντας scCO 2».

    Οξείδια μετάλλων. Τα αντίστοιχα αερογέλη χρησιμοποιούνται ευρέως για την κατασκευή καταλυτών. Συνήθως περιέχουν οξείδιο του αργιλίου με την προσθήκη νικελίου. Η NASA χρησιμοποιεί αερογέλη αλουμινίου με την προσθήκη γαδολινίου και τερβίου για την ανίχνευση κοσμικών σωματιδίων εξαιρετικά υψηλής ενέργειας. Γεγονός είναι ότι αυτά τα αερογέλη φθορίζουν όταν εισέρχονται τέτοια σωματίδια, γεγονός που τους επιτρέπει να καταγραφούν. Επιπλέον, η ισχύς της ακτινοβολίας εξαρτάται από την ενέργεια του σωματιδίου. Το χρώμα των αεροτζελών μεταλλικού οξειδίου ποικίλλει ευρέως.

    Οργανικά πολυμερή. Για παράδειγμα, ένα αερογέλη από άγαρ-άγαρ, το ίδιο που προστίθεται στο ζελέ φρούτων. Ένα άλλο οργανικό υλικό, η κυτταρίνη, χρησιμοποιείται για την παραγωγή εύκαμπτων αερογελών.

    Χαλκογόνα. Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει: θείο, σελήνιο, τελλούριο κ.λπ.

    Σεληνίδιο του καδμίου . Το Airgel που κατασκευάζεται από αυτό το υλικό έχει ημιαγωγικές ιδιότητες.

    Επιπλέον, οι ιδιότητες των αεροπηκτών μπορούν να τροποποιηθούν περαιτέρω με την εισαγωγή διαφόρων τροποποιητικών προσθέτων στη σύνθεση της στερεάς φάσης.

    Επί του παρόντος, υπάρχουν κύριοι κλάδοι στους οποίους τα αεροτζελ έχουν βρει την εφαρμογή τους:

  • θερμομόνωση, ηχομόνωση?

  • ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΕΙΔΗ;

  • χημεία;

  • φάρμακο;

  • στρατιωτικές τεχνολογίες·

  • ενέργεια;

  • αισθητήρες και όργανα.

  • χώρος;

  • καταναλωτικά αγαθά;

  • βιολογία;

  • φαρμακευτικά προϊόντα?

  • ασφάλεια περιβάλλον.

  • Κόστος παραγωγής αεροπηκτών σε τα τελευταία χρόνιαμειώνεται με ρυθμό ρεκόρ και σήμερα ο καθένας μπορεί να αγοράσει σχετικά φθηνούς θερμομονωτές που βασίζονται σε εύκαμπτο αερογέλη, συμπεριλαμβανομένης της Ρωσίας. Η αγορά αεροτζελ αναμένεται να φτάσει τα 2 δισεκατομμύρια δολάρια μέχρι το 2022. Η ευρεία εισαγωγή αυτού του εκπληκτικού αντιπροσώπου των νανοϋλικών είναι θέμα του εγγύς μέλλον, οπότε μην εκπλαγείτε αν σε λίγα χρόνια έρθετε σε διαπραγματεύσεις σε ένα γραφείο με διαφανείς τοίχους από παράθυρα με διπλά τζάμια airgel και θα είστε εκεί προσφέρεται τσάι από νερό φιλτραρισμένο σε φίλτρο airgel, και θα καλέσετε το αφεντικό σας θα είναι από ένα smartphone που τροφοδοτείται από έναν υπερπυκνωτή airgel.

    Σεργκέι Πετρόφ

    Το Airgel είναι πολύ ασυνήθιστη δημιουργία ανθρώπινα χέρια, ένα υλικό που βραβεύτηκε με 15 θέσεις στο βιβλίο των ρεκόρ Γκίνες για τις μοναδικές του ιδιότητες.

    Το όνομα "aerogel" προέρχεται από δύο Λατινικές λέξεις aer - air και gelatus - παγωμένο.
    Ως εκ τούτου, το airgel ονομάζεται συχνά "παγωμένος καπνός". Ωστόσο, στην εμφάνιση το αεροτζέλ μοιάζει πραγματικά με παγωμένο καπνό. Το Airgel είναι ένα ασυνήθιστο πήκτωμα στο οποίο δεν υπάρχει υγρή φάση, αντικαθίσταται πλήρως από μια αέρια φάση, ως αποτέλεσμα της οποίας η ουσία έχει
    ρεκόρ χαμηλής πυκνότητας, μόνο μιάμιση φορά υψηλότερη από την πυκνότητα του αέρα, και μια σειρά από άλλες μοναδικές ιδιότητες: σκληρότητα, διαφάνεια, αντοχή στη θερμότητα κ.λπ. Το Airgel είναι επίσης έκπληξη γιατί αποτελείται κατά 99,8% από... αέρα!

    Η ιστορία της εμφάνισης του airgel δεν είναι ακόμα πλήρως κατανοητή. Είναι γνωστό μόνο ότι ο Αμερικανός επιστήμονας Σάμιουελ Κίσλερ ήταν ο πρώτος που το έλαβε στα τέλη της δεκαετίας του είκοσι ή τριάντα το έτος του περασμένου αιώνα στο College of the Pacific στο Stockton (Καλιφόρνια). Λαμβάνεται, όπως συμβαίνει μερικές φορές, στην επιστημονική
    έρευνα, σχεδόν τυχαία, ως υποπροϊόν της κρυστάλλωσης αμινοξέων σε υπερκρίσιμα υπερκορεσμένα υγρά. Ο επιστήμονας πέτυχε την παραγωγή ενός αερογέλης αντικαθιστώντας το υγρό σε ένα κανονικό τζελ με μεθανόλη. Μετά από αυτό, το πήκτωμα θερμάνθηκε υπό υψηλή πίεση στους 240 βαθμούς (κρίσιμη θερμοκρασία για τη μεθανόλη). Σε αυτό το σημείο, το αέριο μεθανόλη έφυγε από το πήκτωμα, αλλά ο αφυδατωμένος αφρός δεν μειώθηκε σε όγκο. Ως αποτέλεσμα, σχηματίστηκε ένα ελαφρύ, λεπτά πορώδες υλικό, που αργότερα ονομάστηκε αερογέλη.

    Δομικά, τα αερογέλη είναι
    ένα δίκτυο σωματιδίων που μοιάζει με δέντρο ενωμένα σε ομοιογενείς ομάδες (συστάδες)
    Μέγεθος 2-5 νανόμετρα και πόρους γεμάτους αέρα μεγέθους έως 100
    νανόμετρα Εξωτερικά, το airgel μοιάζει περισσότερο με το διαφανές ή
    ημιδιαφανές παγωμένο αφρό σαπουνιού. Όταν το βλέπει κανείς με γυμνό μάτι,
    η αερογέλη φαίνεται να είναι μια συνεχής ομοιογενής ουσία, κάτι που είναι πλεονεκτικό
    το διακρίνει από τέτοια πορώδη μέσα όπως διάφοροι αφροί. Στην αφή
    Το airgel μοιάζει επίσης με παγωμένο αφρό. Είναι αρκετά ανθεκτικό
    υλικό - airgel μπορεί να αντέξει φορτίο 2000 φορές μεγαλύτερο
    ίδιο βάρος. Για παράδειγμα, ένα μικρό μπλοκ αερογέλης βάρους 2,38 g.
    αντέχει εύκολα σε βάρος τούβλου 2,5 κιλών! Τα αερόπηκτα χαλαζία είναι
    ένα πολύ καλό θερμομονωτικό.

    Επεξεργάζομαι, διαδικασία
    Η παραγωγή αεροπηκτών είναι πολύπλοκη και εντάσεως εργασίας. Πρώτον, χρησιμοποιώντας χημικά
    αντιδράσεις, το πήκτωμα πολυμερίζεται. Αυτή η επέμβαση διαρκεί αρκετές ημέρες και
    Η έξοδος είναι ένα προϊόν που μοιάζει με ζελέ. Στη συνέχεια αλκοόλ από το ζελέ
    το νερό αφαιρείται. Η πλήρης αφαίρεσή του είναι το κλειδί για την επιτυχία της όλης διαδικασίας.
    Το επόμενο βήμα είναι η «υπερκρίσιμη» ξήρανση. Παράγεται σε
    αυτόκλειστο στο υψηλή πίεση του αίματοςκαι θερμοκρασία, συμμετέχει στη διαδικασία
    υγροποιημένο διοξείδιο του άνθρακα.

    Εφαρμογές
    Η ανάπτυξη του αερογέλη χαλαζία ως μονωτικό υλικό ξεκίνησε τη δεκαετία του σαράντα του εικοστού αιώνα. Διάσημη εταιρείαΗ Monsanto παρήγαγε αυτό το προϊόν στο πλαίσιο συμφωνίας άδειας χρήσης με την Kistler. Ωστόσο, λόγω του υψηλού κόστους τους, οι θερμομονωτές αερογέλης δεν χρησιμοποιούνται ευρέως.
    έλαβε, και στη δεκαετία του εβδομήντα η παραγωγή περιορίστηκε. Μόλις στα τέλη του περασμένου αιώνα, τα αερογέλη άρχισαν να χρησιμοποιούνται ευρέως από την ανθρωπότητα και πάλι, κυρίως στη διαστημική βιομηχανία.

    Ήταν το airgel που έγινε το πιο σημαντικό στοιχείο Array catcher, το οποίο χρησιμοποιήθηκε από το διαστημικό ανιχνευτή Stardust για να συλλάβει εκατομμύρια μικροσκοπικά σωματίδια από την ουρά του κομήτη Wild 2 και να φέρει το σκάφος με αυτά τα δείγματα στη γη. Παρεμπιπτόντως, μεταξύ της ποικιλίας των σωματιδίων που συλλαμβάνονται από τον ανιχνευτή, βρέθηκαν ίχνη γλυκίνης, το πιο σημαντικό αμινοξύ για τον σχηματισμό πρωτεΐνης. Για τους επιστήμονες που συμμερίζονται τη θεωρία της εξωγήινης προέλευσης της ζωής, αυτό το εύρημα έγινε έμμεση απόδειξη ότι είχαν δίκιο.

    Ως μοναδικός
    σχεδιάζεται να χρησιμοποιηθεί στο διάστημα ο θερμομονωτήρας airgel
    Διαστημικές στολές αμερικανικής κατασκευής που δημιουργήθηκαν για την αποστολή του Άρη
    Έργο της NASA. Η NASA ανακοίνωσε επίσης τη χρήση αερογέλης ως
    θερμική ασπίδα νέων μοντέλων λεωφορείων.

    Υποσχόμενος
    επίσης αεροπήγματα στη μικροηλεκτρονική. Κυρίως λόγω του ότι
    ότι έχουν τις χαμηλότερες διηλεκτρικές σταθερές.
    Η χρήση αεροτζελών ως μονωτικών στρώσεων σε πολυστρωματικές στρώσεις
    πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτωνθα βελτιώσει σημαντικά την απόδοση
    ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΕΙΔΗ.

    Το 2007, Αμερικανοί χημικοί
    παρουσίασαν τα αερογέλια που δημιούργησαν, τα οποία μπορούν να χρησιμεύσουν ως φίλτρο
    καθαρισμός νερού από επιβλαβείς ακαθαρσίες, όπως ο υδράργυρος, ο μόλυβδος και άλλα
    δηλητηριώδη βαρέα μέταλλα. Ενώ η παραγωγή αυτών των υλικών είναι επαρκής
    περιορισμένη λόγω υψηλή τιμή, επειδή Τα φίλτρα περιέχουν πλατίνα, αλλά
    όταν βρεθεί αντικατάσταση με τη μορφή φθηνότερου αναλόγου,
    νέου τύπου καθαριστές μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αφαίρεση βαρέων μετάλλων
    υδάτινα σώματα στον πλανήτη.

    Επιπλέον, τα νέα αερογέλια παρουσιάζουν ημιαγωγικές ιδιότητες και, ως εκ τούτου, μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε φωτοβολταϊκά στοιχεία και άλλες οπτοηλεκτρονικές συσκευές.

    Το αερότζελ χαλαζία, όπως ήδη αναφέρθηκε, είναι ένας μοναδικός θερμομονωτής. Αντέχει σε θερμοκρασίες έως και 500 βαθμούς Κελσίου και ένα στρώμα πάχους 2,5 cm είναι αρκετό για να προστατεύσει το ανθρώπινο χέρι από
    άμεσο αντίκτυπο καμινέτο. Υπάρχουν ποικιλίες αεροτζελών με σημείο τήξης έως και 1200 C. Οι ιδιότητες των arogel εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από πηγή, από το οποίο κατασκευάζονται. Υπάρχουν αερογέλη κατασκευασμένα από αλουμίνα (με την προσθήκη οξειδίου του αλουμινίου), διοξείδιο του πυριτίου και
    επίσης οξείδιο του κασσιτέρου και χρώμιο. Πιο πρόσφατα, έχουν παραχθεί αερογέλη με βάση τον άνθρακα. Υπάρχουν αερογέλη που χρησιμοποιούνται ως καταλύτες. Η NASA δοκιμάζει επί του παρόντος αερογέλη οξειδίου του αλουμινίου που περιέχουν σπάνια στοιχεία - γαδολίνιο και τέρβιο. Αυτά τα αερογέλη
    χρησιμοποιούνται ως ανιχνευτές σύγκρουσης υψηλής ταχύτητας. Ορισμένες διαφανείς ποικιλίες αερογέλης εξετάζονται από τους επιστήμονες ως αντικατάσταση τζάμι παραθύρου. Άλλωστε, ο δείκτης διάθλασης των αεροτζελών είναι πολύ χαμηλότερος από αυτόν του γυαλιού (1,05 έναντι 1,5). Η αρχική ευθραυστότητα αυτού
    Η επιστήμη έχει ήδη καταφέρει να ξεπεράσει τις προκλήσεις των πολλά υποσχόμενων υλικών· είναι πλέον διαθέσιμα ελαστικά και εύκαμπτα αερογέλη. Στην ημερήσια διάταξη είναι το θέμα της μείωσης του κόστους παραγωγής σε όρια που καθιστούν κερδοφόρα τη χρήση σε μεγάλη κλίμακα. Τα αερογέλια αποκαλούνται συχνά το υλικό του 21ου αιώνα. Έτσι
    αν είναι, θα το δούμε σύντομα.

    Το Airgel είναι μια κατηγορία υλικών που είναι μια γέλη στην οποία η υγρή φάση αντικαθίσταται πλήρως από μια αέρια φάση, με αποτέλεσμα η ουσία να έχει ρεκόρ χαμηλής πυκνότητας, μόνο μιάμιση φορά μεγαλύτερη από την πυκνότητα του αέρα, και μια σειρά από άλλες μοναδικές ιδιότητες: σκληρότητα, διαφάνεια, αντοχή στη θερμότητα, εξαιρετικά χαμηλή θερμική αγωγιμότητα και απουσία απορρόφησης νερού.


    Airgel, τι είδους υλικό είναι αυτό;

    (από το λατινικό aer - air and gelatus - frozen) - μια κατηγορία υλικών που είναι μια γέλη στην οποία η υγρή φάση αντικαθίσταται πλήρως από μια αέρια, με αποτέλεσμα η ουσία να έχει ρεκόρ χαμηλής πυκνότητας, μόνο ένα και ένα μισή φορά την πυκνότητα του αέρα και μια σειρά από άλλες μοναδικές ιδιότητες: σκληρότητα, διαφάνεια, θερμική αντίσταση, εξαιρετικά χαμηλή θερμική αγωγιμότητα και έλλειψη απορρόφησης νερού.

    Συχνά αερογέληςονομάζεται «παγωμένος καπνός» λόγω του εμφάνιση. Στην εμφάνιση, μοιάζει κάπως με παγωμένο καπνό. Στην αφή αερογέληςμοιάζει με ελαφρύ αλλά σκληρό αφρό, κάτι σαν αφρός πολυστυρενίου.

    Αντιπροσωπεύει ένα δέντρο καθαράαπό ομαδοποιημένες νανοσωματίδιαΜέγεθος 2-5 nm, άκαμπτα διασυνδεδεμένο. Αυτό το πλαίσιο καταλαμβάνει ένα μικρό μέρος του όγκου από 0,13 έως 15%, το υπόλοιπο είναι πόροι.

    Αερογέληανήκουν στην κατηγορία των μεσοπορωδών υλικών.

    Τα αερογέλη είναι κοινά διαφορετικής φύσης: τόσο ανόργανο - με βάση το άμορφο διοξείδιο του πυριτίου (SiO 2), αλουμίνα (Al 2 O 3), γραφένιο (ονομάζεται αερογραφένιο), γραφίτη (ονομάζεται αερογραφίτη), καθώς και οξείδια χρωμίου και κασσίτερου, και οργανικά - με βάση πολυσακχαρίτες, σιλικόνη , άνθρακας. Ανάλογα με τη βάση, τα αερογέλη παρουσιάζουν διαφορετικές ιδιότητες. Ωστόσο, υπάρχουν γενικές ιδιότητες, χαρακτηριστικό ολόκληρης της κατηγορίας αυτού του υλικού.

    Ως θερμομονωτικό, κατασκευάζεται σε μορφή ψάθας και ρολού.

    Ιδιότητες και πλεονεκτήματα του airgel:

    – υψηλό πορώδες. Το 99,8% αποτελείται από αέρα,

    έχει ρεκόρ για τη χαμηλότερη πυκνότητα στερεών - 1,9 kg/m³, αυτή είναι 500 φορές μικρότερη από την πυκνότητα του νερού και μόνο 1,5 φορές μεγαλύτερη από την πυκνότητα του αέρα (αερογέλη χαλαζία),

    – μοναδικός θερμομονωτήρας.Έχει χαμηλή θερμική αγωγιμότητα - λ = 0,013 ~ 0,019 W/(m K) (στον αέρα σε κανονική ατμοσφαιρική πίεση) μικρότερη από τη θερμική αγωγιμότητα του αέρα (0,024 W/(m K) (αερογέλη χαλαζία). Ως μόνωση είναι 2-5 φορές πιο αποτελεσματική από την παραδοσιακή μόνωση,

    Το σημείο τήξης είναι 1200°C (αερογέλη χαλαζία),

    – Το airgel είναι ένα ανθεκτικό υλικό. Μπορεί να αντέξει φορτίο 2000 φορές το βάρος του,

    – έχει χαμηλό συντελεστή Young,

    – δεν συμπιέζεται, είναι ανθεκτικό στην παραμόρφωση, έχει υψηλή αντοχή σε εφελκυσμό,

    η ταχύτητα διάδοσης του ήχου έχει τα περισσότερα χαμηλής αξίαςΓια σκληρό υλικό, το οποίο αποτελεί σημαντικό πλεονέκτημα κατά τη δημιουργία ηχομονωτικά υλικά.Η ταχύτητα του ήχου σε αυτό είναι μικρότερη από την ταχύτητα του ήχου στα αέρια,

    – ορισμένοι τύποι αερογέλης είναι εξαιρετικά ροφητές.Είναι 7-10 φορές πιο αποτελεσματικά από τα δημοφιλή σύγχρονα υλικά προσρόφησης,

    – είναι μια σταθερή πορώδης ουσία. Ο όγκος των πόρων μέσα στο αερογέλη είναι δεκάδες φορές μεγαλύτερος από τον όγκο που καταλαμβάνει το ίδιο το υλικό. Αυτή η ιδιοκτησίαεπιτρέπει τη χρήση αερογέλης συγκεκριμένης σύνθεσης ως καταλύτη σε χημικές διεργασίες για την παραγωγή οργανικών ενώσεων. Από την άλλη πλευρά, η μεγάλη εσωτερική του χωρητικότητα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ασφαλή αποθήκευση ορισμένων ουσιών, όπως καύσιμο πυραύλων, οξειδωτικό κ.λπ.

    – εξαιρετική υδροφοβικότητα. Δεν απορροφά υγρασία

    – έχει υψηλή αντοχή στη θερμότητα και αντοχή στη θερμότητα. Έχει ευρεία εργασία εύρος θερμοκρασίαςχρήση – από -200 °C έως +1000 (1200) °C. Διατηρεί τη θερμομόνωση και μηχανικά χαρακτηριστικάόταν θερμανθεί στους 1000°C τουλάχιστον,

    - είναι μη εύφλεκτο υλικό. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για πυροπροστασία διάφορα σχέδια,

    – διαφανές (αερογέλη χαλαζία). Έχει δείκτη διάθλασης φωτός από 1,1 έως 1,02. Μπορεί να γίνει από διαφορετικά είδηποτήρι,

    – έχει αρκετά υψηλή σκληρότητα,

    - αντοχή,

    – φιλικό προς το περιβάλλον και ασφαλές για τον άνθρωπο και το περιβάλλον,

    – έχει μεγάλη συγκεκριμένη περιοχή εσωτερική επιφάνεια. Είναι περίπου 300-1000 m 2 /g,

    χημική σύνθεσηΤο airgel μπορεί να ρυθμιστεί, διάφορα πρόσθετα μπορούν εύκολα να προστεθούν στη σύνθεσή του, γεγονός που ανοίγει νέες δυνατότητες για τη χρήση του,

    – ανθεκτικό σε οξέα, αλκάλια, διαλύματα,

    – ταυτόχρονα είναι ένα εύθραυστο υλικό.

    Εφαρμογή αερογέλης:

    - V επιστημονική έρευναστον τομέα της πυρηνικής φυσικής,

    – για ηχομόνωση,

    – για θερμομόνωση κτιρίων, κατασκευών, αποθηκών, ψυγείων, πετρελαιαγωγών, σωλήνων, άλλων αντικειμένων και εξοπλισμού,

    – για πυροπροστασία,

    Καινοτομίες Airgel:

    Οι επιστήμονες έχουν προτείνει μια ιδέα που σχηματίζουν επιμέρους περιοχές πλανητών : Άρης, Σελήνη, Αφροδίτη κ.λπ. με τη δημιουργία τεχνητών θόλων ή οθόνεςαπό στρώμα

    Aerogels (από λατ. αερ- αέρας και gelatus- κατεψυγμένα) - μια κατηγορία υλικών που είναι μια γέλη στην οποία η υγρή φάση αντικαθίσταται πλήρως από μια αέρια φάση, ως αποτέλεσμα της οποίας η ουσία έχει μια ρεκόρ χαμηλής πυκνότητας, μόνο μιάμιση φορά την πυκνότητα του αέρα, και μια σειρά από άλλες μοναδικές ιδιότητες: σκληρότητα, διαφάνεια, αντοχή στη θερμότητα, εξαιρετικά χαμηλή θερμική αγωγιμότητα και έλλειψη απορρόφησης νερού.

    Γενική άποψη του αεροτζελ

    Το Airgel είναι επίσης μοναδικό στο ότι αποτελείται κατά 99,8% από... αέρα!

    Αερογέλη που βασίζονται σε άμορφο διοξείδιο του πυριτίου, αλουμίνα και οξείδια χρωμίου και κασσιτέρου είναι κοινά. Στις αρχές της δεκαετίας του 1990, ελήφθησαν τα πρώτα δείγματα αερογέλης με βάση τον άνθρακα.

    Το Airgel είναι ένα πολύ ασυνήθιστο δημιούργημα ανθρώπινων χεριών, ένα υλικό που βραβεύτηκε με 15 θέσεις στο βιβλίο των ρεκόρ Γκίνες για τις μοναδικές του ιδιότητες.

    Τα αερογέλη ανήκουν στην κατηγορία των μεσοπορωδών υλικών, στα οποία οι κοιλότητες καταλαμβάνουν τουλάχιστον το 50% του όγκου. Η δομή των αεροπηκτών είναι ένα δίκτυο που μοιάζει με δέντρο από συγκεντρωμένα νανοσωματίδια μεγέθους 2–5 nm και πόρων μεγέθους έως 100 nm.

    Στην αφή, τα Aerogels μοιάζουν με ελαφρύ αλλά σκληρό αφρό, κάτι σαν αφρός πολυστυρενίου. Υπό βαρύ φορτίο, η αερογέλη ραγίζει, αλλά συνολικά είναι πολύ ανθεκτικό υλικό- ένα δείγμα αερογέλης μπορεί να αντέξει φορτίο 2000 φορές το βάρος του. Τα αερογέλη, ειδικά τα χαλαζία, είναι καλοί μονωτές θερμότητας.

    Τα αερόπηκτα χαλαζία είναι τα πιο κοινά, κατέχουν επίσης το τρέχον ρεκόρ για τη χαμηλότερη πυκνότητα σε στερεά - 1,9 kg/m³, που είναι 500 φορές μικρότερη από την πυκνότητα του νερού και μόνο 1,5 φορές την πυκνότητα του αέρα.

    Τα αερόπηκτα χαλαζία είναι επίσης δημοφιλή λόγω της εξαιρετικά χαμηλής θερμικής αγωγιμότητάς τους (~0,017 W/(m.K) στον αέρα σε κανονική ατμοσφαιρική πίεση), μικρότερη από τη θερμική αγωγιμότητα του αέρα (0,024 W/(m.K)).

    Εφαρμογή Airgel

    Τα αερογέλη χρησιμοποιούνται στις κατασκευές και τη βιομηχανία ως θερμομονωτικά και θερμομονωτικά υλικά για τη θερμομόνωση χαλύβδινων αγωγών, διάφορο εξοπλισμό με υψηλή και διεργασίες χαμηλής θερμοκρασίας, κτίρια και άλλα αντικείμενα. Μπορεί να αντέξει θερμοκρασίες έως 650°C και ένα στρώμα πάχους 2,5 cm είναι αρκετό για να προστατεύσει το ανθρώπινο χέρι από την άμεση έκθεση σε φυσητήρα.

    Το σημείο τήξης του αερογέλης χαλαζία είναι 1200°C.

    Παραγωγή Airgel

    Η διαδικασία παραγωγής αεροπηκτών είναι πολύπλοκη και απαιτεί εργασία. Πρώτον, χρησιμοποιώντας χημικές αντιδράσειςη γέλη πολυμερίζεται. Αυτή η λειτουργία διαρκεί αρκετές ημέρες και η έξοδος είναι ένα προϊόν που μοιάζει με ζελέ. Στη συνέχεια αφαιρείται το νερό από το ζελέ με οινόπνευμα. Η πλήρης αφαίρεσή του είναι το κλειδί για την επιτυχία της όλης διαδικασίας. Το επόμενο βήμα είναι η «υπερκρίσιμη» ξήρανση. Παράγεται σε αυτόκλειστο σε υψηλή πίεση και θερμοκρασία, χρησιμοποιώντας υγροποιημένο διοξείδιο του άνθρακα.

    Η πρωτοκαθεδρία στην εφεύρεση του airgel αναγνωρίζεται από τον χημικό Steven Kistler από το College of the Pacific στο Stockton της Καλιφόρνια των ΗΠΑ, ο οποίος δημοσίευσε τα αποτελέσματά του το 1931 στο περιοδικό Nature.

    Ο Kistler αντικατέστησε το υγρό στο πήκτωμα με μεθανόλη και στη συνέχεια θέρμανε το πήκτωμα υπό πίεση μέχρι να επιτευχθεί η κρίσιμη θερμοκρασία της μεθανόλης (240°C). Η μεθανόλη άφησε το πήκτωμα χωρίς να μειώσει τον όγκο. Αντίστοιχα, το τζελ «στέγνωσε», σχεδόν χωρίς να συρρικνωθεί.

    Όταν το ενεργειακό κόστος αυξάνεται, αυξάνεται και η ανάγκη για πιο αποτελεσματική χρήση της. Υπολογίζεται ότι το 40% της ενέργειας που χρησιμοποιούμε δαπανάται για να κρατάμε τα σπίτια μας ζεστά. Περισσότερο από το 30% αυτής της ενέργειας περνά μέσα από τοίχους (στην κατασκευή αυτή η διαδικασίαονομάζεται θερμογέφυρα).

    Βασισμένο στην τεχνολογία που αναπτύχθηκε από τη NASA, το πιο υψηλής μόνωσης υπάρχοντα υλικά, η μάρκα Thermablok δημιούργησε ένα εκπληκτικό προϊόν που μπορεί να βρει ζήτηση στον κατασκευαστικό κλάδο. Το Airgel, που ονομάζεται επίσης «παγωμένος καπνός», ήταν δύσκολο να προσαρμοστεί για ευρεία χρήση λόγω της εύθραυστης δομής του. Ωστόσο, το κατοχυρωμένο με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας υλικό της Thermablok περιέχει μοναδικές ίνες που του επιτρέπουν να κάμπτεται και να συμπιέζεται διατηρώντας παράλληλα τις εκπληκτικές μονωτικές του ιδιότητες.

    Μόνο μια λωρίδα αερογέλης (6,25 mm x 38 mm) που τοποθετείται κατά μήκος κάθε προφίλ πριν την επένδυση ενός τοίχου με γυψοσανίδα αυξάνει τη μονωτική ικανότητα των τοίχων κατά περισσότερο από 40%, σύμφωνα με επιστήμονες από το εργαστήριο Oak Ridge του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ.

    Το υλικό Thermablok αναπτύχθηκε από την ερευνητική εταιρεία Acoustiblok(R). Ο Mark Nothstein, ο οποίος ηγείται της ερευνητικής προσπάθειας, δήλωσε: ΣτερεάΦυσικά, μεταφέρουν τη θερμότητα καλύτερα από τον αέρα ή το κενό. Έτσι, στον τοίχο σε ξύλινα ή μεταλλικά προφίλείναι τα προφίλ που συμμετέχουν στη μεταφορά θερμότητας, συνδέοντας μηχανικά τις δύο πλευρές του τοίχου. Η θερμική ανάλυση δείχνει ότι τα προφίλ είναι σημεία αγωγιμότητας. Δεδομένου ότι το αερογέλη Thermablok(TM) αποτελείται κατά 95% από αέρα και βρίσκεται μεταξύ του προφίλ και του γυψοσανίδας, αποτρέπει τη μηχανική επαφή (θερμική γέφυρα).

    Η NASA αναπτύσσει τεχνολογία μόνωσης αερογέλης εδώ και αρκετά χρόνια, χρησιμοποιώντας τη σε διαστημικά λεωφορεία, διαστημικές στολές και άλλες προηγμένες εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένης της τελευταίας αποστολής στον Άρη. Αυτή η τεχνολογία είναι μια πιθανή σημαντική ανακάλυψη στον τομέα ορθολογική χρήσηενέργειας και κατασκευή ενεργειακά αποδοτικών κτιρίων.

    Ο πρόεδρος και ιδρυτής της Acoustiblok, Lachni Johnson εμπνέεται να δημιουργήσει ένα νέο προϊόν που αποτελεί επέκταση του ήδη καθιερωμένου οικολογικού προϊόντος Acoustiblok της εταιρείας. Η Johnson είναι περήφανη που η εταιρεία της παράγει προϊόντα που δεν είναι μόνο φιλικά προς το περιβάλλον, αλλά και ενεργειακά αποδοτικά. «Οι δυνατότητες χρήσης του υλικού είναι ατελείωτες», λέει, «στην παραδοσιακή κατασκευή, καθώς και στην προστασία μυστικότηταλόγω των ακουστικών ιδιοτήτων του».

    Πλεονεκτήματα του υλικού Thermablok:

    • μειώνει το ενεργειακό κόστος,
    • πλήρως υποκείμενο επαναχρησιμοποίηση,
    • δεν περιέχει ουσίες που καταστρέφουν το στρώμα του όζοντος,
    • περισσότερο από 30% κατασκευασμένο από ανακυκλωμένα υλικά,
    • σύνθετο υλικό, περισσότερο από το 95% αποτελείται από αέρα,
    • υδατοαπωθητικό, ανεπηρέαστο από υγρασία, μούχλα ή νερό,
    • εύκολο να κολλήσει,
    • Σε περίπτωση πυρκαγιάς σβήνει εύκολα με νερό,
    • οικονομικός,
    • δεν ζυγίζει σχεδόν τίποτα και δεν απαιτεί μεγάλα έξοδα μεταφοράς,
    • προάγει την ηχομόνωση,
    • ανθεκτικό γιατί δεν αντιδρά με την ατμοσφαιρική υγρασία,
    • Φτιαγμένο στις ΗΠΑ.