Каков Аэрогель?
Аэрогель - продвинутый материал, который проводит 15 вступлений в Книге рекордов Гиннеса для свойств, таких как самая низкая плотность твердый и лучший изолятор. Это - основанное на кремнеземе вещество, состоя из свободной дендритной сетки кремния атома. Аэрогель произведен, изящно удаляя жидкость, обычно этиловый спирт, от кремнезема alcogel, заменяя это с только воздухом, который составляет 99.8 % конечного продукта. У некоторых аэрогелей есть плотность столь же низко как.001 грамм за кубический сантиметр (.0005 унции за кубический дюйм).
осязательная сенсация аэрогеля походит на тот из твердого пенопласта. Его физическое появление является полупрозрачным как этот отвердевшего тумана, зарабатывая это прозвище "замороженный дым." Аэрогель разрушается легко, делая это неподходящий как автономный изолятор для пятен, но это может поддержать до 2000 раз свой собственный вес. Это очень дорого из-за химикатов и процессов, лежащих в основе его производства, стоя целых 300$ за кубический дюйм (2.54 кубических сантиметра), хотя цены падают. Различные разновидности аэрогеля существуют, с немного отличающимися цветами и силами, основанными на изменениях в производственном процессе.
Аэрогель был создан Стивеном Кистлером в 1931, но его приложения не были действительно поняты до шестидесятых годов и семидесятых годов. 1980 с видели возрождение в области аэрогелей, с первосортными учреждениями, такими как НАСА и Лаборатории Беркли, работающие над исследованием в области. Их рассмотрели как замену для пепополиуретана в холодильных устройствах, и как изолятор для пятен. Аэрогель использовался в космических миссиях НАСА, чтобы поймать частицы микрометеорита для исследования, не повреждая их структуру.
Аэрогель произведен, выпуская всю воду от геля коллоидной окиси кремния, не нарушая его полную структуру. Когда гели вымирают под обыкновенными температурами и давлениями, поверхностное натяжение в крошечных порах геля заставляет структуру сжимать и восстанавливать себя примерно до 10 раз ее оригинального объема. В производстве аэрогеля гель помещен в сосуд высокой температуры (280бв•џC или 536бв•џF) и давление (1800 фунтов за квадратный дюйм, или 1241 Ньютон за квадратный сантиметр). Это заставляет жидкость в пределах геля входить в надкритическое состояние, позволяя фазовый переход от жидкости до газа без сопутствующего сокращения, которое заставляет тонкую гелеподобную структуру разрушаться. Этот процесс известен как надкритическое высыхание. Сначала процесс занял дни, чтобы создать аэрогели, но усовершенствования сжали время сушки к нескольким часам. Процесс - все еще впитывающий энергией, приводя к высокой стоимости аэрогелей.
Аэрогели действительно готовятся как "материал космической эры," продвинутое расположение вещества без аналога в природе. Это может однажды использоваться в диапазоне приложений от изоляции для кожуха к новым формам художественных работ. Много молодых исследователей сосредоточены на наполнении, смешивая аэрогель с добавками, такими как углерод, чтобы увеличить его свойства изолирования, или работу, чтобы минимизировать размер пор, чтобы сделать аэрогель настолько прозрачным насколько возможно. Есть много указаний для будущего исследования и много возможного применения, если это исследование приносит плоды.