Guangzhou, Guangdong, Chiny.

Baner zakładu produkcyjnego aerożelu Guangzhou Anchor Technology

Co to jest aerożel

Opis aerogelu

Aerogel zasadniczo różni się od tradycyjnego pojęcia “żelu”. Jest to materiał stały o gęstości 3 kg/m³. Ze względu na swoją niezwykle niską gęstość jest również znany jako “zamrożony dym” lub “niebieski dym”, zdobywając rekord Guinnessa jako “najlżejsze ciało stałe” w 1931 roku, kiedy S. Kistler z powodzeniem otrzymał aerogel SiO2 metodą suszenia w warunkach nadkrytycznych. Ponieważ ponad 99% jego składu stanowi powietrze, aerogel wykazuje doskonałe właściwości termoizolacyjne. Aerogel o grubości jednego cala odpowiada izolacji termicznej 20 do 30 kawałków zwykłego szkła. Nawet umieszczony między różą a płomieniem, róża pozostaje nietknięta.

Aerożel – unikalne rozwiązanie zarządzania cieplnego dla produktów elektronicznych

Zastosowania aerogelu w eksploracji kosmosu

Aerogel znajduje różnorodne zastosowania w eksploracji kosmosu. Był używany na rosyjskiej stacji kosmicznej “Mir” i amerykańskiej sondzie “Mars Pathfinder”. W eksperymentach fizyki cząstek aerogel służy jako detektor efektu Czerenkowa. Przykładem jest licznik Czerenkowa z aerogelem (ACC) w detektorze eksperymentu Belle w fabryce mezonów B, który wykorzystuje niski współczynnik załamania aerogelu między cieczą a gazem, wraz z jego wysoką przezroczystością i właściwościami ciała stałego, przewyższając tradycyjne metody wykorzystujące ciecze niskotemperaturowe lub powietrze pod wysokim ciśnieniem. Jego lekka natura jest również znaczącą zaletą.

Sondy kosmiczne

Unikalne właściwości aerogelu

Aerogel wyróżnia się jako materiał porowaty o nanostrukturalnej budowie, odmiennej od struktur porowatych w tradycyjnych materiałach na poziomie mikro i milimetrowym. Jego drobno utkana nanostruktura skutkuje niezwykle niskim przewodnictwem cieplnym i wyjątkowo dużą powierzchnią właściwą. Jego rozpraszanie światła i dźwięku jest znacznie mniejsze niż w przypadku tradycyjnych materiałów porowatych. Te unikalne właściwości nie tylko budzą zainteresowanie w badaniach podstawowych, ale także mają szeroki potencjał zastosowań w różnych dziedzinach.

Porowata struktura materiału aerożelowego

Zastosowania produktów z aerogelu

Obecne produkty:

  1. Materiały z aerogelu: Nieodłączne cechy aerogelu sprawiają, że wyróżnia się w izolacji termicznej i akustycznej, uzdatnianiu wody i adsorpcji gazów.
  2. Materiały izolacyjne z nanokompozytu aerożelowego: Jest to termin zbiorczy obejmujący materiały odpowiednie do zastosowań wymagających wydajnego i stałego utrzymania temperatury. Materiały te mogą występować w stanie stałym lub ciekłym. W budownictwie przemysłowym połączenie aerożelu z matą z włókna szklanego, przetworzone w filc aerożelowy, znacznie zmniejsza przewodność cieplną. W zastosowaniach domowych połączenie aerożelu z tekstyliami poprawia izolację termiczną, przenosząc ją na wyższy poziom.
Koc aerożelowy kriogeniczny PET (AG20)
AG20
Koc aerożelowy kriogeniczny PET (AG20)
AG35
Koc aerożelowy kriogeniczny PET (AG20)
AG50
Koc aerożelowy kriogeniczny PET (AG20)
AG65

Przyszłe produkty – w niedalekiej przyszłości:

a. Powłoka kuloodporna: Eksperymenty laboratoryjne sugerują, że nałożenie 6 mm warstwy aerożelu na metalowe płyty czyni je odpornymi na bezpośrednie wybuchy.

b. Powłoki absorpcyjne: Powłoki pochłaniające fale radarowe, osiągające efekty stealth.

c. Urządzenia do magazynowania energii

d. Badania nad silnym laserem wysokiej technologii

Odzież ochronna przemysłowa z izolacją aerożelową

Jako wczesny uczestnik w dziedzinie lotnictwa i kosmonautyki, aerożel posiada liczne cudowne właściwości. Przewidywanie jego przyszłych zastosowań wymaga wyobraźni ze strony społeczeństwa i przemysłu, aby wyprowadzić ten nowy materiał z laboratorium i urzeczywistnić jego praktyczną wartość.

Wprowadzenie do obszarów zastosowań: Gdzie są wykorzystywane produkty z aerożelu?

  • Sektor przemysłowy: Kompozytowe materiały izolacyjne z aerożelu są niezbędne w obszarach wymagających izolacji rurociągów lub izolacji pieców w gałęziach przemysłu takich jak magazynowanie energii i petrochemia.

  • Sektor budowlany: Zastosowania obejmują zewnętrzną i wewnętrzną izolację termiczną budynków oraz stosowanie szkła aerożelowego w szklanych ścianach kurtynowych.

  • Sektor transportu: Nanoporowate kompozytowe materiały izolacyjne z aerożelu są stosowane w pociągach dużych prędkości, produkowanych krajowo samolotach C919 oraz pojazdach elektrycznych, koncentrując się głównie na izolacji termicznej w transporcie oraz ochronie akumulatorów litowo-jonowych w pojazdach elektrycznych.

  • Izolacja domowa i logistyka chłodnicza: Zastępując tradycyjne materiały, nanoporowate kompozytowe materiały izolacyjne z aerożelu są stosowane jako warstwy izolacyjne w celu poprawy izolacji termicznej i zwiększenia objętości wewnętrznej.

  • Sprzęt funkcjonalny: Zastosowanie ultracienkich warstw aerożelu w produkcji kurtek z aerożelem i produktów outdoorowych zapewnia niezrównane ciepło, osiągając lżejsze, cieńsze i cieplejsze efekty.

O aerożelach – to, co chcesz wiedzieć

W porównaniu z tradycyjnymi materiałami izolacyjnymi, skuteczność izolacji termicznej nanoporowatych kompozytowych materiałów izolacyjnych z aerożelu jest 3-5 razy lepsza. Oznacza to doskonałą wydajność izolacyjną pod względem oszczędności energii, zmniejszoną grubość materiału, obniżone koszty całkowite, a nieodłączne właściwości materiału jako bezpiecznej, przyjaznej dla środowiska i nietoksycznej substancji nieorganicznej zapewniają długą żywotność.

Czym jest aerożel krzemionkowy?

Aerożel krzemionkowy to najczęściej spotykana forma handlowa – nanoporowata sieć SiO2, która zapewnia przewodność na poziomie 0,019 do 0,021 W na m K, cytowaną powyżej. Większość mat, płyt i folii dostępnych na rynku opiera się na bazie aerożelu krzemionkowego.

Nano aerożel i struktura nanoporowata

Nano aerożel definiuje się przez pory mniejsze niż średnia droga swobodna cząsteczek powietrza, około 70 nm, co tłumi konwekcję. To właśnie struktura nanoporowata, a nie materiał masowy, sprawia, że aerożel izoluje znacznie lepiej niż wynikałoby to z jego masy.

Przewodność cieplna aerożelu: liczby

Przewodność cieplna aerożelu wynosi około 0,019 do 0,021 W na m K w temperaturze 25°C, mierzona metodą osłoniętej płyty grzejnej zgodnie z GB/T 10294 i GB/T 10295. Należy do najniższych spośród wszystkich stałych izolatorów i jest to wartość, o którą kupujący powinien zapytać w raporcie z badań.