Aerogél anyag könnyebb, mint a levegő, Popular Mechanics magazin
A szerkezet az aerogél néha szépítően nevezik „gyöngy szál”. Amint az az ábrán, az ésszerűen pontos összehasonlítás
A mintákat a „csillag por” Comet 81P / Wild fogott aerogél csapdák kutatás berendezés Stardust
Grafén aerogél tagjai által létrehozott Zhejiang Egyetem Hangzhou - a legkönnyebb szilárd a világon
Aerogélek hőálló, lélegző, amely képes abszorbeálni a víz vagy olaj lehet - attól függően, hogy a gyártási anyag - szolgál egy elektromos vezeték, vagy legalább egy hatékony szigetelőanyag. Mindazonáltal, annak ellenére, hogy az aerogél találták közel egy évszázada annak hatálya jelenleg korlátozott. Ez elsősorban annak köszönhető, hogy a nagyon magas áron.
Az önköltségi ára a nyersanyagok az aerogél kb $ 1000 per köbcentiméter, és ez nem számít komoly időigényes. És az idő, mint tudjuk, ez a legdrágább erőforrás. Különben is, ma az aerogél sokkal értékesebb, mint az arany. A második hátránya - a túlzottan alacsony plaszticitás, azaz aerogél nagyon törékeny. Ők fog állni a nyomás, de nem hit.
Aerogél a konyhában?
Alapvetően, hogy az aerogél otthon lehetséges. De ez lesz nagyon drága, nehéz, és nagy valószínűséggel az eredmény némileg eltér a várakozásokat. „Forrásai” szolgál gél - az anyag (vagy inkább, diszpergálására rendszer), amely két alkotóelem - a makromolekuláris hálószem és a kis molekulatömegű oldószer, kitöltve a pórusokat, a háló. „Töltőanyag” lehet víz, alkohol, szénhidrogének, és a szerkezet - szilícium-dioxid, alumínium-oxid, a zselatin, stb az aerogél, a folyékony vivőanyag helyébe levegőt, és a kapott porózus szerkezet ...
Az első aerogélek állítottunk elő az úgynevezett alkogelya - szilícium-dioxid (álló struktúra kovasav oldatok), amelyek pórusait tele voltak alkohollal. Úgy tűnik, hogy könnyebb lehet eltávolítani kevés folyadék összetételét és cserélje gáz. De ha tartani egy ilyen művelet nagyjából a szerkezet „összeomlik”, és torz. Így egyre aerogél jár bizonyos nehézségek.
A legegyszerűbb módja, amelyet az 1920-as, feltaláló Samuel Kistler aerogélek, a következők szerint. Először a gélt hevítjük, hogy a kritikus pont - egy ilyen hőmérséklet és nyomás, amelynél a folyadék és a gáz tulajdonságok nem térnek. Ezután a nyomást csökkenteni, miközben a kritikus hőmérséklet - ha ez az anyag megtartja gázállapotban.
Ezután, a második szakaszban, és a hőmérsékletet csökkentjük - a szerkezet az alkoholt túl alacsony, úgy, hogy lecsapódhat vissza folyékony, és gél pórusokat töltjük meg gázzal (levegő). Ennek eredményeképpen kapunk egy nem deformálódott szerkezet - aerogél. Ez egyszerűen hangzik, de építeni a konyhába készülék vezetni a gél a kritikus hőmérséklet, annál nagyobb a nyomás - nem triviális. De sietett megjegyezni, hogy nagyon is lehetséges, és vannak precedensek.
A kiindulási anyagot
Aerogel lehet készíteni nagyszámú anyagok - a különféle polimerek, fémek, stb A leggyakoribb az iparban (ha ez lehet az úgynevezett „elterjedt”), háromféle alapján szilícium-dioxid, fém-oxidok és a szénhidrogének ... A legtöbb esetben az első típus, a kísérletekhez.
Silica aerogél-levegő néz kék. Színük mert az anyag tartalmaz egy nagyszámú szilícium-dioxid részecskék (szilícium-dioxid) és a levegővel vagy gázzal töltött pórusok nanométer méretű, amely szétszórja a rövid hullámhosszú (kék és ibolya) jobbak, mint a hosszú hullámhosszú. Ez azt jelenti, ugyanazon okból, amiért az ég tiszta időben a kék árnyalat: miatt szétszórt fény által gázmolekulák a légkörben.
Aerogélek alapján korom gélek és hasonlítanak megjelenésű és tapintású szén, csak nagyon könnyű. A nagyon nagy felületétől, és hogy a jó vezetékek, lehet őket használni gyártására szuperkondenzátorok vagy üzemanyagcellák.
Végül, aerogélek alapú fém-oxidok katalizátorként alkalmazott kémiai reakciók és a termelés robbanóanyagok, szén nanocsövek, stb Ellentétben silikogelevyh és szén társaik, fém aerogélek lehetnek különböző színű - .., függően az alkalmazott fém.
Mit kell tenni?
Aerogélek használnak meglehetősen széles területen, hanem, hogy úgy mondjam, egy kicsit. Az egyik legfontosabb iparágak, amelyek a hasonló anyagokat - helyet.
Elméletileg a csapdát lehet használni, és egyéb anyagok, de semmi sem hasonlítható az aerogél kombinációja „kis súly - nagy felszívó képességét.”
Természetesen, a tér nem egy élő ember. Ahhoz, hogy sokkal fontosabb, hogy a kutatás és alkalmazások egy találmány. Érdekes, hogy a korai szakaszában aerogélek próbáltak alkalmazni szinte minden területén az emberi lét - a kozmetikai termékektől a robbanóanyagok, a cigarettától a hűtőszekrények.
A nedvszívó tulajdonságok lehetővé teszik, hogy használja azt sűrítőanyagként napalm bombák, és azt előállításához felhasznált festék termékek és így tovább. D. negyedszázados, a Monsanto volt az egyetlen aerogél termelő a világon, de az 1970-es, és megfordult a termelés furcsa anyagokkal. kereslet túl kicsi és túl drága és veszélyes, hogy az eljárást felfüggeszti.
De az 1980-as, a tudósok kifejlesztettek néhány egyszerűbb módszereket termelő aerogél. Az alkoholt váltotta szén-dioxiddal, és szilikagél gyártásához használt szilícium-alkoxidok technológia csökkentett toxicitása és megnövekedett termelési sebesség. Aerogél ismét szerzett kereskedelmi értéke, és kapott egy második esélyt.
Most aerogélek használják a különböző iparágakban, például az építőanyag gyártó és szilikon. Aerogél megtalálható festékek, kozmetikumok, vízálló és tűzálló anyagok a nukleáris iparban. De a fő használata is található a területén szigetelő anyagok.
Különösen, ez egy ideális tűzálló anyag, amely növelheti a tűzvédelmi az épületek, valamint a hőszigetelő szerkezetet a nehezen elérhető területek (pl, ablak rés a pont a nyílás). Igen, a költségek is magasak, de ha használják bizonyos helyeken hagy még kevesebb, mint a hagyományos módszerekkel. Ha az új, olcsóbb termelési módszerek Az aerogél és annak költségeit fog esni kell fejleszteni a közeljövőben, az aerogél is válhat árucikk. Alumínium, nylon vagy fa.
A jövőbe
Anyag indult leírtak Leventis kapta a nevét az X-aerogél - ők inkább tartós és rugalmas, de másrészt, a termelés nagyon veszélyes, és tovább tart. Elhasznált szigetelő tulajdonságokkal. X-aerogél lehet alkalmazni a termelés páncél, gumiabroncsok, repülőgép. Szén aerogél lehet használni, hogy hozzon létre szuperkondenzátort és üzemanyagcellák.
A modern tudomány gyakran vizsgálatokon alapul, végzik jól felszerelt laboratóriumok egész intézmény. Aerogél, furcsa módon, akkor lehet vonni, és magányos tudós - a szükséges berendezések viszonylag megfizethető. Ez megnyitja elég lehetőséget a kutatásra. Az interneten megtalálható egész oldalakat szentelt módszerek és receptek a termelés aerogél.
De úgy tűnik, még nem válaszolt két fontos kérdéseire elején az anyag: hogy az aerogél is lehet könnyebb mint a levegő, és miért kínai grafén aerogél vált érzés. Sűrűség különböző aerogélek jellemzően 0,001 és 0,5 g / cm3 (általában a sorrendben 0,02 g / cm3), és a levegő sűrűsége - 0,001225 g / cm3.
Azaz, az aerogél is lehet egy kicsit könnyebb, mint a levegő - hatása eltávolításával érjük el a levegőt a pórusokat, és helyette a gáz, a levegőnél könnyebb. Kínai tudósok rekordot állítottunk elérése sűrűsége 0,00016 g / cm3. A korábbi rekordot egyértelműen ultra-kis sűrűségű anyag úgynevezett airbrush évvel ezelőtt alakult német tudósok - a sűrűsége 0,0002 g / cm3.
A legfontosabb eredménye a kínai emberek, nem csak a fejlesztés egy új módszer a termelő aerogél és beállítása a rekordot, hanem a kiváló tulajdonságait grafén aerogél ő meglepően rugalmas (nem heverte ki a 90% -os tömörítést), és képes elnyelni a folyékony (olaj), 900-szor saját tömeget. Valószínű az új anyag lesz egy nagy zsákot óceáni törmelék, és fontos, szennyező anyagok, mint az olaj.
Általában a nagy gyakorlati alkalmazása aerogél a mindennapi életben, mint mondják, az orrát. Igaz, ez teljesen érthetetlen, hogy a méret az orr.
A aerogel.org oldal tartalmaz lépésről lépésre bemutatja a növénytermesztés szuperkritikus szárítás - ugyanazt az eszközt, amely lehetővé teszi, így aerogél az otthoni, valamint egy sor utasítást létrehozására különböző aerogél.