Di cosa è fatto l'aerogel?

La maggior parte degli aerogel termici commerciali utilizza una rete nanoporosa di silice (SiO₂) rinforzata su un substrato in fibra di vetro o fibra pre-ossidata. Il substrato conferisce flessibilità e resistenza a trazione; la rete di silice conferisce la conduttività ultra-bassa.

L'aerogel è fragile?

Il monolite nudo può essere fragile, motivo per cui i prodotti industriali legano l'aerogel in substrati fibrosi flessibili. Le nostre coperte e i nostri cuscinetti sono flessibili, tagliabili e resistono alle vibrazioni stradali con perdita di massa per vibrazione perdita di massa per vibrazione <0,5% e ritiro lineare <0,5% dopo invecchiamento a 650 °C × 24 h.

Quanto costa l'isolamento in aerogel?

[FATTO NECESSARIO: fascia di prezzo per m² o per kg — confermare con le vendite prima della pubblicazione; non indicare un numero che non possiamo rispettare.]

Che cos'è l'aerogel

Q: Quanto costa l'isolamento in aerogel?

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Descrizione dell'aerogel

L'aerogel è fondamentalmente diverso dal concetto tradizionale di “gel”. È un materiale solido con una densità di 3 kg/m³. A causa della sua densità estremamente bassa, è anche noto come “fumo congelato” o “fumo blu”, guadagnandosi il Guinness World Record per il “solido più leggero” nel 1931, quando S. Kistler preparò con successo l'aerogel di SiO2 utilizzando metodi di essiccazione supercritica. Con oltre l'80% della sua composizione costituita da aria, l'aerogel presenta eccellenti proprietà di isolamento termico. Un aerogel spesso un pollice equivale all'isolamento termico di 20-30 pezzi di vetro ordinario. Anche quando viene posto tra una rosa e una fiamma, la rosa rimane illesa.

Applicazioni dell'aerogel nell'esplorazione spaziale

L'aerogel trova diverse applicazioni nell'esplorazione spaziale. È stato utilizzato nella stazione spaziale russa “Mir” e nella sonda americana “Mars Pathfinder”. Negli esperimenti di fisica delle particelle, l'aerogel funge da rivelatore per l'effetto Cherenkov. Un esempio è il contatore Cherenkov ad aerogel (ACC) nel rivelatore dell'esperimento Belle presso la fabbrica di mesoni B, che sfrutta il basso indice di rifrazione dell'aerogel tra liquido e gas, insieme all'elevata trasparenza e alle proprietà dello stato solido, superando i metodi tradizionali basati su liquidi a bassa temperatura o aria ad alta pressione. Anche la sua leggerezza rappresenta un vantaggio significativo.

Proprietà uniche dell'aerogel

L'aerogel si distingue come materiale poroso con strutture su scala nanometrica, diverso dalle strutture porose dei materiali tradizionali a livello micrometrico e millimetrico. La sua struttura nanostrutturata finemente intrecciata determina una conducibilità termica estremamente bassa e una superficie notevolmente ampia. La sua diffusione di luce e suono è significativamente inferiore rispetto a quella dei materiali porosi tradizionali. Queste proprietà uniche non solo suscitano interesse nella ricerca fondamentale, ma offrono anche ampie potenziali applicazioni in vari settori.

Applicazioni dei prodotti in aerogel

Prodotti attuali:

Materiali in aerogel: Le caratteristiche intrinseche dell'aerogel lo rendono eccellente nell'isolamento termico e acustico, nella purificazione dell'acqua e nell'adsorbimento dei gas.
Materiali compositi isolanti in nano aerogel: Questo è un termine collettivo che comprende materiali adatti ad applicazioni a temperatura costante ed efficiente. Questi materiali possono esistere allo stato solido o liquido. Nella costruzione industriale, la combinazione di aerogel con stuoie in fibra di vetro, lavorate in feltro di aerogel, riduce significativamente la conducibilità termica. Nelle applicazioni domestiche, la combinazione di aerogel con tessuti migliora l'isolamento termico, portandolo a un livello superiore.

Prodotti futuri – Nel prossimo futuro:

a. Rivestimento antiproiettile: Esperimenti di laboratorio suggeriscono che applicare uno strato di aerogel spesso 6 mm su piastre metalliche le rende impermeabili a esplosioni dirette.

b. Rivestimenti assorbenti: Rivestimenti che assorbono le onde radar, ottenendo effetti stealth.

c. Dispositivi di accumulo di energia

d. Ricerca ad alta tecnologia con laser ad alta potenza

Essendo un pioniere nel campo aerospaziale, l'aerogel vanta numerose proprietà straordinarie. Prevederne le future applicazioni richiede l'immaginazione della società e del settore, per portare questo nuovo materiale fuori dal laboratorio e realizzarne il valore pratico.

Introduzione ai settori di applicazione: dove vengono utilizzati i prodotti in aerogel?

Settore industriale: I materiali compositi isolanti in aerogel sono essenziali per le aree che richiedono l'isolamento di tubazioni o di forni in settori quali l'accumulo di energia e la petrolchimica.
Settore edile: Le applicazioni includono l'isolamento termico esterno e interno degli edifici e l'uso del vetro in aerogel nelle facciate continue vetrate.
Settore dei trasporti: I materiali compositi isolanti in aerogel nanoporoso trovano impiego nei treni ad alta velocità, negli aerei C919 di produzione nazionale e nei veicoli a nuova energia, con particolare attenzione all'isolamento termico per i trasporti e alla protezione delle batterie agli ioni di litio nei veicoli a nuova energia.
Isolamento domestico e logistica della catena del freddo: In sostituzione dei materiali tradizionali, i materiali compositi isolanti in aerogel nanoporoso vengono utilizzati come strati isolanti per migliorare l'isolamento termico e aumentare i volumi interni.
Apparecchiature funzionali: L'impiego di strati ultrasottili di aerogel nella produzione di giacche in aerogel e di prodotti per esterni garantisce un calore senza pari, con risultati più leggeri, più sottili e più caldi.

Rispetto ai materiali isolanti tradizionali, l'efficacia dell'isolamento termico dei materiali compositi isolanti in aerogel nanoporoso è superiore di 3-5 volte. Ciò implica eccellenti prestazioni di isolamento con risparmio energetico, uno spessore ridotto del materiale, costi complessivi inferiori; inoltre le caratteristiche intrinseche del materiale, in quanto sostanza inorganica sicura, ecologica e non tossica, ne garantiscono una lunga durata.

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Che cos'è l'aerogel di silice?

L'aerogel di silice è la forma commerciale più comune, una rete nanoporosa di SiO2 che offre la conduttività di 0,019-0,021 W per m K citata sopra. La maggior parte delle coperte, delle lastre e delle pellicole qui presenti è costruita su una base di aerogel di silice.

Nano aerogel e struttura nanoporosa

Un nano aerogel è definito da pori più piccoli del cammino libero medio dell'aria, circa 70 nm, che sopprimono la convezione. È quella struttura nanoporosa, e non il materiale sfuso, il motivo per cui l'aerogel isola molto al di sopra del suo peso.

Conducibilità termica dell'aerogel: i numeri

La conduttività termica dell'aerogel è di circa 0,019-0,021 W per m K a 25 °C, misurata con piastra calda protetta secondo GB/T 10294 e GB/T 10295. È tra le più basse di qualsiasi isolante solido, ed è il valore che gli acquirenti dovrebbero richiedere in un rapporto di prova.