Am Joer 1931 huet de Kistler d'Flëssegkeet vum Feststoff getrennt duerch eng alkoholesch superkritesch Trocknungstechnik an huet d'Struktur vum Gas verhënnert fir ze schrumpfen an ze kollapsen, wat zu Aerogel an der Welt resultéiert.
Definitioun vun Aerogel
Aerogel ass e liicht nano-porös amorphem zolidd Material mat Nanometer-Skala Mikropartikelen, déi matenee aggregéiert sinn fir eng nanometer-Skala porös Netzwierkstruktur ze bilden a mat enger grousser Zuel vu gasfërmege Dispersiounsmedien am Netzskelett gefüllt.
Aerogels sinn net nëmmen e funktionellt Material, awer och en neien Zoustand vun der Matière. Den Aerogel Staat ass grondsätzlech anescht wéi aner Staate vun der Matière a ville Eegeschaften. Et huet eng fix Gréisst a Form wéi fest Matière, awer seng scheinbar Dicht ka vun engem Maximum vun 1 g/cm³ bis 0.001 g/cm³ spanen (méi niddereg wéi d'Loftdicht); gläichzäiteg huet et eng Schwamm-ähnlech porös Struktur, mat multiple Eegeschafte vu mikroskopesche (Nano-Skala Skelett), makroskopesch (kondenséiert Matière) a mesoskopesch (Multi-Level a Fractal Struktur) Charakteristiken, wat Aerogels mécht vill eenzegaarteg Eegeschaften. Et weist ganz niddereg thermesch Konduktivitéit, ganz nidderegen Elastizitéitsmodul, ganz nidderegen Phononrate, ganz nidderegen Brechungsindex, nidderegen dielektresche Konstante, ganz niddereg Toungeschwindegkeet, héich spezifesch Uewerfläch, ganz breet Dicht a Brechungsindexverdeelung, asw.
Klassifikatioun vun Aerogels
Et gëtt eng breet Palette vun Aerogels, déi bal all Materialsystemer decken. Am allgemengen, no der chemescher Zesummesetzung, kënnen se an organesch Aerogels, anorganesch Aerogels a Komposit Aerogels opgedeelt ginn, etc. Aerogels kënnen och a Silizium, Kuelestoff, Schwefel, Metalloxid a Metallsystemer no hiren Haaptkomponenten klasséiert ginn.
De Status & Roll vun Aerogels
Wëssenschaftler soen datt Aerogels d'Welt änneren.
Aerogel gouf als ee vun den Top 10 Hot Wëssenschaft an Technologie Themen an der 250. Ausgab vun der US Journal Science opgezielt. Den 20. August 2007 huet d'The Times gemellt, datt Aerogel dat liichtste Feststoff vun der Welt ass, dat d'explosive Kraaft vun 1 kg Dynamit widderstoen kann an Iech aus der Hëtzt vun enger Schlässer iwwer 1300°C halen. D'Wëssenschaftler erfuerschen d'Benotzung vun Aerogel an alles vu superisoléierte Raumfaart bis Superkondensatoren bis Katalysatoren an déi nächst Generatioun vun Tennisracketen. Aerogel versprécht Generatioune vu legendäre Materialien ze rivaliséieren wéi Phenolharz aus den 1930er, Kuelestofffaser aus den 1980er a Silikon aus den 1990er.
Aerogel gouf e puer Mol am Guinness Buch vun de Weltrekorder als de liichste Feststoff vun der Welt opgezielt. Aerogel huet och eng ganz niddreg thermesch Konduktivitéit a Brechungsindex an ass 39 Mol méi isoléierend wéi déi bescht Glasfaser. Aerogel gouf benotzt fir déi russesch Raumstatioun Mir an den US Mars Pathfinder Rover thermesch ze isoléieren an huet schonn eng vital Roll an der Raumfaartindustrie gespillt.
Geschicht vun Aerogel Entwécklung
1931 goufen Aerogels fir d'éischt vum Kistler op der Stanford University, USA virbereet.
1985 gouf den éischte Symposium iwwer Aerogels, bekannt als ISA, vum Institut fir Physik op der Universitéit vu Würzburg, Däitschland organiséiert.
1993, Aerogels gi benotzt fir Raumfaart, Raumschëff a Space Shuttle ze isoléieren.
2002 gouf Aspen Aerogel, eng NASA Firma, gegrënnt fir Aerogels z'entwéckelen an ze produzéieren.
2004, Aerogel Fuerschung gehaal vun Gewalt Chinese Fuerschung Instituter.
2006 hunn d'Inland Airgel Firmen a China ugefaang Aerogels z'entwéckelen.
2017, China promulgéiert, GB/T 34336-201, Nonporous Aerogel Composite Isolatioun Produkter
2021 huet de Staatsrot erausginn, "Action Plan for Carbon Reaching the Peak by 2023" iwwer d'Beschleunigung vun der Fuerschung an Entwécklung vu Kuelestofffaser, Aerogel, spezielle Stol an aner Basismaterialien.
D'Schlëssel Eegeschafte vun Aerogels
(1) Ultra-liicht. Aerogel ass dat mannst dichte Feststoff vun der Welt, mat enger Minimum Dicht vun engem Sechsten vun der Mass vun der Loft. D'Gamme vun der Dichtvariatioun ass allgemeng 0.001 ~ 1g / cm³.
(2) Héich Porositéit an héich spezifesch Uewerfläch. D'Porositéit ass 80% ~ 99.9%, déi spezifesch Uewerfläch ass 200 ~ 1000m2 / g, an déi typesch Gréisst vun de Poren ass 1 ~ 100nm.
(3) Super thermesch Isolatioun. Dem Aerogel seng schlank Nano-Netzwierkstruktur limitéiert effektiv d'Verbreedung vun der lokaler thermescher Excitatioun, a seng Solid-State thermesch Konduktivitéit ass 2 ~ 3 Uerderen vun der Magnitude méi niddereg wéi déi vum entspriechende Glasmaterial.
De Prinzip vun der Aerogel thermesch Isolatioun
Reduzéiert thermesch Transfert: Déi onendlech Unzuel vun Nanopartikelen am Aerogel bilden e Mesh Skelett, an d'Hëtzt kann nëmme laanscht eng onendlech Unzuel vun Nanopartikelen fléien. Den Wärmefluss kann nëmme laanscht eng onendlech Unzuel vun Nanopartikelen gefouert ginn, wat zu engem bal onendleche Wee vum Wärmetransfer am Feststoff resultéiert. Den Wärmetransfer am Feststoff gëtt op de niddregsten méiglechen Niveau reduzéiert.
Hemmung vun der thermescher Konvektioun : Déi duerchschnëttlech Poregréisst vun Aerogelen ass 20-40 nm, wat méi kleng ass wéi déi duerchschnëttlech fräi Beweegungsfläch vu Gasmoleküle vun 69 nm, an d'Gasmoleküle an de Poren verléieren hir Fäegkeet sech fräi ze beweegen, wouduerch Konvektioun bal onméiglech ass.
Reduzéiert Wärmestralung : D'Porenwänn, déi vun den Nanopartikelen an Aerogelen geformt ginn, si Infraroutschëlder, an déi onendlech Zuel vu Schëlder reduzéiert d'Wärmestralung däitlech.
(4) Katalyse. Déi kleng Partikelgréisst, héich spezifesch Uewerfläch an niddreg Dicht vum Aerogel maachen d'Aktivitéit an d'Selektivitéit vun den Aerogel Katalysatoren vill méi héich wéi konventionell Katalysatoren, an déi aktiv Komponente kënne ganz eenheetlech am Carrier verspreet ginn, an et huet och exzellent thermesch Stabilitéit, déi effektiv d'Optriede vu Säitreaktiounen reduzéieren.
(5) Schalldämmung. Déi niddreg Schallgeschwindegkeetseigenschaften vun Aerogels maachen se en idealt Material fir akustesch Verzögerung oder Héichtemperatur Schallisolatioun. Déi variabel Gamme vun der akustescher Impedanz vum Aerogel ass grouss [103 ~ 107kg / (㎡-s)], wat e méi idealt akustesch Resistenzkupplungsmaterial fir Ultraschalldetektoren ass. D'akustesch Resistenz vu piezoelektresche Keramik benotzt fir Ultraschallgeneratoren an Detektoren ass 1.5 × 107 kg / (㎡-s), während d'akustesch Resistenz vun der Loft nëmmen 400 kg / (㎡-s) ass. Benotzt Silizium Aerogel mat enger Dicke vun 1/4 Wellelängt an enger Dicht vun ongeféier 0.3g / cm³ als akustesch Resistenz Kupplungsmaterial tëscht piezoelektresch Keramik a Loft kann d'Tounintensitéit ëm 30dB erhéijen, d'Transmissiounseffizienz vun akustesche Wellen verbesseren an d'Signal-Geräischverhältnis an Apparatapplikatiounen reduzéieren.
(6) Filtratioun Leeschtung. Nanostrukturéiert Aerogels kënnen och als nei Typ vu héicheffizienten Gasfiltratiounsmaterial benotzt ginn. Wéinst senger aussergewéinlech grousser spezifescher Uewerfläch, ginn Aerogels vu Wëssenschaftler als "Super Schwamm" bezeechent a si ideal fir d'Verschmotzung am Waasser ze adsorbéieren, Bläi a Quecksilber aus Waasser ze suckelen, wat hinnen en exzellent Material mécht fir mat ökologesche Katastrophen ëmzegoen.
(7) Optesch Eegeschafte. Pure SiO₂ Aerogel ass transparent a faarlos, a säi Brechungsindex (1.006 ~ 1.06) ass ganz no bei deem vun der Loft, dat heescht datt SiO₂ Aerogel bal kee Reflexiounsverloscht zum Incident Liicht huet an effektiv Sonneliicht iwwerdroe kann. Dofir kann et benotzt ginn fir Isolatioun a Kaméidi Reduktiounsglas ze maachen.
Fir méi Informatiounen oder en technescht Datenblat & Sécherheetsdatenblat, kontaktéiert eis w.e.g. per E-Mail: [email protected] oder per Telefon: +86-28-8411-1861.
E puer Biller an Texter ginn vum Internet reproduzéiert, an de Copyright gehéiert dem originalen Auteur. Wann et eng Verletzung ass, kontaktéiert eis w.e.g. fir ze läschen.