Fl-1931, Kistler issepara l-likwidu mis-solidu billi uża teknika ta 'tnixxif superkritiku alkoħoliku u żamm l-istruttura tal-gass milli tiċkien u tikkollassa, u rriżulta f'airgel fid-dinja.
Definizzjoni ta' Airgel
Airgel huwa materjal solidu amorfu nano-poruż ħafif b'mikro-partiċelli fuq skala nanometru aggregati ma 'xulxin biex jiffurmaw struttura ta' netwerk poruż fuq skala nanometru u mimli b'numru kbir ta 'midja ta' dispersjoni gassuża fl-iskeletru tan-netwerk.
L-aerogels mhumiex biss materjal funzjonali, iżda wkoll stat ġdid tal-materja. L-istat tal-airgel huwa fundamentalment differenti minn stati oħra tal-materja f'ħafna proprjetajiet. Għandu daqs u forma fissi bħal materja solida, iżda d-densità apparenti tagħha tista 'tvarja minn massimu ta' 1 g/cm³ sa 0.001 g/cm³ (inqas mid-densità tal-arja); fl-istess ħin, għandha struttura poruża bħal sponża, bi proprjetajiet multipli ta 'karatteristiċi mikroskopiċi (skeletru fuq skala nano), makroskopiċi (materja kondensata) u mesoskopiċi (struttura f'ħafna livelli u frattali), li jagħmlu l-aerogels jippossjedu ħafna proprjetajiet uniċi. Tesibixxi konduttività termali baxxa ħafna, modulu baxx ħafna ta 'elastiċità, rata baxxa ħafna ta' fonon, indiċi rifrattiv baxx ħafna, kostanti dielettrika baxxa, veloċità baxxa ħafna tal-ħoss, erja tal-wiċċ speċifika għolja, densità wiesgħa ħafna u distribuzzjoni ta 'indiċi refrattiv, eċċ.
Klassifikazzjoni ta 'Aerogels
Hemm firxa wiesgħa ta 'aerogels, li tkopri kważi s-sistemi materjali kollha. Ġeneralment, skond il-kompożizzjoni kimika, jistgħu jinqasmu f'aerogels organiċi, aerogels inorganiċi u aerogels komposti, eċċ Aerogels jistgħu wkoll jiġu kklassifikati f'sistemi ta 'silikon, karbonju, kubrit, ossidu tal-metall u metall skond il-komponenti ewlenin tagħhom.
L-Istatus u Rwol ta 'Aerogels
Ix-xjentisti jgħidu li l-aerogels se jbiddlu d-dinja.
Airgel kien elenkat bħala wieħed mill-aqwa 10 kwistjonijiet ta 'xjenza u teknoloġija sħan fil-ħarġa 250 tal-ġurnal Amerikan Science. Fl-20 ta’ Awwissu 2007, The Times irrapporta li l-airgel huwa l-eħfef solidu fid-dinja li jiflaħ għall-qawwa splussiva ta’ 1kg ta’ dinamita u jżommok barra mis-sħana ta’ blowtorch ‘il fuq minn 1300°C. Ix-xjentisti qed jesploraw l-użu tal-airgel f'kollox minn ilbiesi spazjali super-insulati għal supercapacitors għal katalizzaturi għall-ġenerazzjoni li jmiss ta 'rackets tat-tennis. L-Airgel iwiegħed lil ġenerazzjonijiet rivali ta 'materjali leġġendarji bħal reżina fenolika mis-snin 1930, fibra tal-karbonju mis-snin tmenin u silikon mid-disgħinijiet.
Airgel ġie elenkat fil-Guiness Book of World Records diversi drabi bħala l-eħfef solidu fid-dinja. Airgel għandu wkoll konduttività termali baxxa ħafna u indiċi refrattiv u huwa 39 darba aktar iżolanti mill-aqwa fibri tal-ħġieġ. Airgel intuża biex iżola termalment l-istazzjon spazjali Russu Mir u r-rover US Mars Pathfinder, u diġà kellu rwol vitali fl-industrija aerospazjali.
Storja tal-Iżvilupp tal-Airgel
1931, l-aerogels ġew ippreparati għall-ewwel darba minn Kistler fl-Università ta 'Stanford, l-Istati Uniti.
1985, l-ewwel simpożju dwar l-aerogels, magħruf bħala ISA, ġie organizzat mill-Istitut tal-Fiżika fl-Università ta 'Würzburg, il-Ġermanja.
1993, aerogels jintużaw biex jiżolaw ilbiesi spazjali, vetturi spazjali u shuttles spazjali.
2002, Aspen Aerogel, kumpanija NASA, ġiet stabbilita biex tiżviluppa u tipproduċi aerogels.
2004, riċerka ta 'l-airgel immexxija minn istituti ta' riċerka domestiċi Ċiniżi.
2006, kumpaniji domestiċi airgel fiċ-Ċina bdew jiżviluppaw aerogels.
2017, iċ-Ċina ppromulgata, GB/T 34336-201, Prodotti ta 'Insulazzjoni komposti ta' Airgel mhux porużi
2021, il-Kunsill tal-Istat ħareġ, "Pjan ta 'Azzjoni għall-Karbonju Jintlaħaq il-Quċċata sal-2023" dwar l-aċċellerazzjoni tar-riċerka u l-iżvilupp tal-fibra tal-karbonju, aerogel, azzar speċjali u materjali bażiċi oħra.
Il-Proprjetajiet Ewlenin ta 'Aerogels
(1) Ultra-dawl. Airgel huwa l-inqas solidu dens fid-dinja, b'densità minima ta 'wieħed minn sitta tal-massa tal-arja. Il-firxa tal-varjazzjoni tad-densità hija ġeneralment 0.001 ~ 1g/cm³.
(2) Porożità għolja u erja tal-wiċċ speċifika għolja. Il-porożità hija 80% ~ 99.9%, l-erja tal-wiċċ speċifika hija 200 ~ 1000m2/g, u d-daqs tipiku tal-pori huwa 1 ~ 100nm.
(3) Super insulazzjoni termali. L-istruttura rqiqa tan-nano-netwerk ta 'l-aerogel tillimita b'mod effettiv il-propagazzjoni ta' eċitazzjoni termali lokali, u l-konduttività termali fi stat solidu tagħha hija 2 ~ 3 ordnijiet ta 'kobor inqas minn dik tal-materjal tal-ħġieġ korrispondenti.
Il-prinċipju ta 'insulazzjoni termali airgel
Trasferiment termali mnaqqas: In-numru infinit ta 'nanopartiċelli fl-airgel jifforma skeletru tal-malji, u s-sħana tista' biss tgħaddi tul numru infinit ta 'nanopartiċelli. Il-fluss tas-sħana jista 'jitwettaq biss tul numru infinit ta' nanopartiċelli, li jirriżulta f'passaġġ kważi infinit ta 'trasferiment tas-sħana fis-solidu. It-trasferiment tas-sħana fis-solidu jitnaqqas għall-inqas livell possibbli.
Inibizzjoni tal-konvezzjoni termali : Id-daqs medju tal-pori tal-aeroġels huwa 20-40 nm, li huwa iżgħar mill-medda medja ħielsa tal-molekuli tal-gass ta' 69 nm, u l-molekuli tal-gass fil-pori jitilfu l-abbiltà tagħhom li jiċċaqalqu liberament, u b'hekk il-konvezzjoni ssir kważi impossibbli.
Radjazzjoni termali mnaqqsa : Il-ħitan tal-pori ffurmati min-nanopartiċelli fl-aeroġels huma tarki infra-aħmar, u n-numru infinit ta' tarki jnaqqas ħafna r-radjazzjoni termali.
(4) Kataliżi. Id-daqs żgħir tal-partiċelli, l-erja tal-wiċċ speċifika għolja u d-densità baxxa tal-airgel jagħmlu l-attività u s-selettività tal-katalizzaturi tal-airgel ħafna ogħla minn katalizzaturi konvenzjonali, u l-komponenti attivi jistgħu jkunu mxerrda b'mod uniformi ħafna fit-trasportatur, u għandu wkoll stabbiltà termali eċċellenti, li tista 'tnaqqas b'mod effettiv l-okkorrenza ta' reazzjonijiet sekondarji.
(5) Insulazzjoni tal-ħoss. Il-proprjetajiet tal-veloċità baxxa tal-ħoss tal-aerogels jagħmluhom materjal ideali għal dewmien akustiku jew insulazzjoni tal-ħoss f'temperatura għolja. Il-firxa varjabbli ta 'impedenza akustika ta' l-airgel hija kbira [103 ~ 107kg/(㎡-s)], li hija materjal ta 'akkoppjar ta' reżistenza akustika aktar ideali għal ditekters ultrasoniċi. Ir-reżistenza akustika taċ-ċeramika pjeżoelettrika użata għal ġeneraturi ultrasoniċi u ditekters hija 1.5 × 107kg/(㎡-s), filwaqt li r-reżistenza akustika tal-arja hija biss 400kg/(㎡-s). L-użu ta 'airgel tas-silikon bi ħxuna ta' 1/4 wavelength u densità ta 'madwar 0.3g/cm³ bħala l-materjal tal-akkoppjar tar-reżistenza akustika bejn iċ-ċeramika pjeżoelettrika u l-arja jista' jżid l-intensità tal-ħoss bi 30dB, itejjeb l-effiċjenza tat-trażmissjoni tal-mewġ akustiku u jnaqqas il-proporzjon tas-sinjal għall-istorbju fl-applikazzjonijiet tal-apparat.
(6) Prestazzjoni tal-filtrazzjoni. Aerogels nanostrutturati jistgħu jintużaw ukoll bħala tip ġdid ta 'materjal ta' filtrazzjoni tal-gass effiċjenti ħafna. Minħabba l-erja tal-wiċċ speċifika eċċezzjonalment kbira tagħha, l-aerogels huma msemmija mix-xjenzati bħala "super sponoż" u huma ideali biex jassorbu sustanzi li jniġġsu fl-ilma, jerdgħu ċ-ċomb u l-merkurju mill-ilma, u jagħmluhom materjal eċċellenti biex jittrattaw diżastri ekoloġiċi.
(7) Proprjetajiet ottiċi. L-airgel SiO₂ pur huwa trasparenti u bla kulur, u l-indiċi refrattiv tiegħu (1.006 ~ 1.06) huwa qrib ħafna ta 'dak ta' l-arja, li jfisser li l-airgel SiO₂ m'għandu kważi l-ebda telf ta 'rifless għad-dawl inċidentali u jista' jittrasmetti d-dawl tax-xemx b'mod effettiv. Għalhekk, jista 'jintuża biex jagħmel ħġieġ ta' insulazzjoni u tnaqqis tal-ħoss.
Għal aktar informazzjoni jew Skeda ta' Dejta Teknika u Skeda ta' Dejta dwar is-Sigurtà tal-Materjal, jekk jogħġbok ikkuntattjana permezz tal-email: [email protected] , jew bil-vuċi fuq: +86-28-8411-1861.
Xi stampi u testi huma riprodotti mill-Internet, u l-awtur jappartjeni lill-awtur oriġinali. Jekk ikun hemm xi ksur, jekk jogħġbok ikkuntattjana biex tħassar.