中国、広東省広州市。.

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エアロゲルとは

エアロゲルの説明

エアロゲルは、従来の「ゲル」の概念とは根本的に異なります。密度が3 kg/m³の固体材料です。その極めて低い密度から、「凍った煙」や「青い煙」とも呼ばれ、1931年にS. Kistlerが超臨界乾燥法を用いてSiO2エアロゲルの調製に成功した際、ギネス世界記録で「最も軽い固体」として認定されました。組成の80%以上が空気であるため、エアロゲルは優れた断熱特性を示します。厚さ1インチのエアロゲルは、通常のガラス20～30枚分の断熱効果に相当します。バラと炎の間に置いても、バラは損なわれません。.

エアロゲル - 電子製品のための独自の熱管理ソリューション

宇宙探査におけるエアロゲルの応用

エアロゲルは宇宙探査において多様な用途があります。ロシアの「ミール」宇宙ステーションやアメリカの「マーズ・パスファインダー」探査機で使用されました。素粒子物理学実験では、エアロゲルはチェレンコフ効果の検出器として機能します。例として、B中間子ファクトリーのBelle実験検出器におけるエアロゲルチェレンコフカウンター（ACC）があり、液体と気体の間の低い屈折率、高い透明性、固体特性を活用し、低温液体や高圧空気を用いる従来の方法を凌駕しています。その軽量性も大きな利点です。.

宇宙探査機

エアロゲルのユニークな特性

エアロゲルは、従来の材料におけるマイクロおよびミリメートルレベルの細孔構造とは異なり、ナノスケール構造を持つ多孔質材料として際立っています。その細かく織り込まれたナノ構造により、極めて低い熱伝導率と驚くほど大きな表面積が実現されます。光と音の散乱は、従来の多孔質材料よりも著しく少ないです。これらのユニークな特性は、基礎研究への関心を喚起するだけでなく、さまざまな分野で広範な潜在的应用の可能性を秘めています。.

エアロゲル材料の多孔質構造

エアロゲル製品の応用

現在の製品：

  1. エアロゲル材料： エアロゲルの固有の特性により、断熱・防音、水の浄化、ガス吸着において優れています。.
  2. ナノエアロゲル複合断熱材料： これは、効率的かつ一定温度の用途に適した材料を包含する総称です。これらの材料は固体または液体の状態で存在することができます。産業建設では、エアロゲルをガラス繊維マットと組み合わせ、エアロゲルフェルトに加工することで、熱伝導率を大幅に低減します。家庭用途では、エアロゲルを繊維と組み合わせることで断熱性が向上し、次のレベルに引き上げられます。.
PET極低温エアロゲルブランケット（AG20）
AG20
PET極低温エアロゲルブランケット（AG20）
AG35
PET極低温エアロゲルブランケット（AG20）
AG50
PET極低温エアロゲルブランケット（AG20）
AG65

将来の製品 – 近い将来：

a. 防弾コーティング： 実験室での実験によると、金属板に6mm厚のエアロゲル層を適用すると、直接爆発に対して耐性が得られることが示唆されています。.

b. 吸収コーティング： レーダー波を吸収し、ステルス効果を実現するコーティング。.

c. エネルギー貯蔵デバイス

d. ハイテク強力レーザー研究

エアロゲル断熱材を使用した産業用防護服

航空宇宙分野の初期参入者として、エアロゲルは数多くの驚くべき特性を誇っています。その将来の応用を予測するには、この新材料を実験室から社会に送り出し、その実用的価値を実現するために、社会と産業界の想像力が必要です。.

応用分野の紹介：エアロゲル製品はどこで使用されていますか？

  • 産業部門： エアロゲル複合断熱材は、電力貯蔵や石油化学などの産業において、配管断熱や炉断熱を必要とする領域に不可欠です。.

  • 建設部門： 建物の外断熱および内断熱、ならびにガラスカーテンウォールにおけるエアロゲルガラスの使用が含まれます。.

  • 輸送部門： ナノ多孔質エアロゲル複合断熱材は、高速鉄道、国産C919航空機、新エネルギー車に適用されており、主に輸送用の断熱と新エネルギー車のリチウムイオン電池の保護に焦点を当てています。.

  • 家庭用断熱とコールドチェーン物流： 従来の材料に代わって、ナノ多孔質エアロゲル複合断熱材は断熱層として使用され、断熱性を高め、内部容積を増加させます。.

  • 機能性装備： エアロゲルジャケットやアウトドア製品の製造に超薄層のエアロゲルを使用することで、比類のない暖かさが実現し、より軽く、より薄く、より暖かい結果が得られます。.

エアロゲルについて、知りたいことはこれです

従来の断熱材と比較して、ナノ多孔質エアロゲル複合断熱材の断熱効果は3～5倍優れています。これは、優れた省エネ断熱性能、材料の厚さの削減、全体コストの低減を意味し、安全で環境に優しく無毒な無機物質という材料固有の特性により、長い寿命が確保されます。.

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シリカエアロゲルとは？

シリカエアロゲルは最も一般的な商業形態であり、上記で引用した0.019～0.021 W/m·Kの熱伝導率を実現するSiO2ナノ多孔質ネットワークです。ここにあるほとんどのブランケット、ボード、フィルムはシリカエアロゲルを基材としています。.

ナノエアロゲルとナノ多孔質構造

ナノエアロゲルは、空気の平均自由行程（約70 nm）より小さい細孔によって定義され、これが対流を抑制します。そのナノ多孔質構造こそが、バルク材料ではなく、エアロゲルがその重量をはるかに超えて断熱する理由です。.

エアロゲルの熱伝導率：数値

エアロゲルの熱伝導率は、GB/T 10294およびGB/T 10295に基づくガード付き熱板法で測定された25℃において、およそ0.019～0.021 W/m·Kです。これはあらゆる固体断熱材の中で最も低い部類に入り、購入者が試験報告書に求めるべき数値です。.