อาโรเจลคืออะไร
คำอธิบายอาโรเจล
อาโรเจลมีความแตกต่างโดยพื้นฐานจากแนวคิดดั้งเดิมของ “เจล” มันเป็นวัสดุแข็งที่มีความหนาแน่น 3 kg/m³ เนื่องจากความหนาแน่นต่ำมาก จึงเป็นที่รู้จักในชื่อ “ควันแช่แข็ง” หรือ “ควันสีน้ำเงิน” ทำให้ได้รับบันทึกสถิติโลกกินเนสส์สำหรับ “ของแข็งที่เบาที่สุด” ในปี 1931 เมื่อ S. Kistler ประสบความสำเร็จในการเตรียม SiO2 อาโรเจลโดยใช้วิธีการอบแห้งแบบวิกฤตยิ่งยวด ด้วยองค์ประกอบกว่า 80% ที่เป็นอากาศ อาโรเจลจึงมีคุณสมบัติเป็นฉนวนความร้อนที่ดีเยี่ยม อาโรเจลหนาหนึ่งนิ้วเทียบเท่ากับฉนวนความร้อนของกระจกธรรมดา 20 ถึง 30 บาน แม้เมื่อวางไว้ระหว่างดอกกุหลาบกับเปลวไฟ ดอกกุหลาบก็ยังคงไม่ได้รับอันตราย.
การประยุกต์ใช้อาโรเจลในการสำรวจอวกาศ
อาโรเจลมีการประยุกต์ใช้ที่หลากหลายในการสำรวจอวกาศ มันถูกใช้ในสถานีอวกาศ “เมียร์” ของรัสเซียและยานสำรวจ “มาร์ส พาธไฟน์เดอร์” ของอเมริกา ในการทดลองฟิสิกส์อนุภาค อาโรเจลทำหน้าที่เป็นตัวตรวจจับสำหรับปรากฏการณ์เชเรนคอฟ ตัวอย่างคือเครื่องนับเชเรนคอฟอาโรเจล (ACC) ในเครื่องตรวจจับการทดลอง Belle ที่โรงงานบีมีซอน ซึ่งใช้ประโยชน์จากดัชนีหักเหต่ำของอาโรเจลระหว่างของเหลวและก๊าซ พร้อมกับความโปร่งใสสูงและคุณสมบัติของแข็ง เกินกว่าวิธีการดั้งเดิมที่เกี่ยวข้องกับของเหลวอุณหภูมิต่ำหรืออากาศความดันสูง ลักษณะน้ำหนักเบาของมันก็เป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญเช่นกัน.
คุณสมบัติพิเศษของอาโรเจล
อาโรเจลโดดเด่นในฐานะวัสดุที่มีรูพรุนพร้อมโครงสร้างระดับนาโน แตกต่างจากโครงสร้างรูพรุนในวัสดุแบบดั้งเดิมในระดับไมโครและมิลลิเมตร โครงสร้างนาโนที่ถักทออย่างละเอียดส่งผลให้มีการนำความร้อนต่ำมากและมีพื้นที่ผิวขนาดใหญ่มหาศาล การกระเจิงแสงและเสียงของมันน้อยกว่าวัสดุที่มีรูพรุนแบบดั้งเดิมอย่างมีนัยสำคัญ คุณสมบัติพิเศษเหล่านี้ไม่เพียงแต่จุดประกายความสนใจในการวิจัยพื้นฐานเท่านั้น แต่ยังมีการประยุกต์ใช้ที่มีศักยภาพอย่างกว้างขวางในหลากหลายสาขาอีกด้วย.
การประยุกต์ใช้ผลิตภัณฑ์อาโรเจล
ผลิตภัณฑ์ปัจจุบัน:
- วัสดุอาโรเจล: คุณสมบัติโดยธรรมชาติของแอโรเจลทำให้มันโดดเด่นในการเป็นฉนวนความร้อนและเสียง การทำน้ำให้บริสุทธิ์ และการดูดซับก๊าซ.
- วัสดุฉนวนคอมโพสิตนาโนแอโรเจล: นี่คือคำศัพท์รวมที่ครอบคลุมวัสดุที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานที่มีประสิทธิภาพและอุณหภูมิคงที่ วัสดุเหล่านี้สามารถอยู่ในสถานะของแข็งหรือของเหลว ในการก่อสร้างทางอุตสาหกรรม การผสมแอโรเจลกับเสื่อไฟเบอร์กลาสและแปรรูปเป็นแผ่นแอโรเจลช่วยลดการนำความร้อนได้อย่างมีนัยสำคัญ ในการใช้งานภายในบ้าน การผสมแอโรเจลกับสิ่งทอช่วยเพิ่มฉนวนกันความร้อนให้ดียิ่งขึ้นไปอีก.
ผลิตภัณฑ์ในอนาคต – ในอนาคตอันใกล้นี้:
ก. สารเคลือบกันกระสุน: การทดลองในห้องปฏิบัติการชี้ให้เห็นว่าการเคลือบแอโรเจลหนา 6 มม. บนแผ่นโลหะทำให้แผ่นโลหะนั้นสามารถต้านทานการระเบิดโดยตรงได้.
ข. สารเคลือบดูดซับ: สารเคลือบที่ดูดซับคลื่นเรดาร์ บรรลุผลลัพธ์การพรางตัว.
ค. อุปกรณ์กักเก็บพลังงาน
ง. การวิจัยเลเซอร์กำลังสูงไฮเทค
ในฐานะผู้บุกเบิกในสาขาการบินและอวกาศ แอโรเจลมีคุณสมบัติมหัศจรรย์มากมาย การคาดการณ์การใช้งานในอนาคตต้องอาศัยจินตนาการจากสังคมและอุตสาหกรรมเพื่อผลักดันวัสดุใหม่นี้ออกจากห้องปฏิบัติการและตระหนักถึงคุณค่าที่แท้จริง.
แนะนำพื้นที่การใช้งาน: ผลิตภัณฑ์แอโรเจลใช้ที่ไหน?
ภาคอุตสาหกรรม: วัสดุฉนวนคอมโพสิตแอโรเจลมีความจำเป็นสำหรับพื้นที่ที่ต้องการฉนวนท่อหรือฉนวนเตาเผาในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การกักเก็บพลังงานและปิโตรเคมี.
ภาคการก่อสร้าง: การใช้งานรวมถึงฉนวนกันความร้อนภายนอกและภายในของอาคาร และการใช้กระจกแอโรเจลในผนังม่านกระจก.
ภาคการขนส่ง: วัสดุฉนวนคอมโพสิตแอโรเจลนาโนพอร์ถูกนำไปใช้ในรถไฟความเร็วสูง เครื่องบิน C919 ที่ผลิตในประเทศ และยานพาหนะพลังงานใหม่ โดยเน้นหลักที่ฉนวนกันความร้อนสำหรับการขนส่งและการปกป้องแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในยานพาหนะพลังงานใหม่.
ฉนวนกันความร้อนในครัวเรือนและโลจิสติกส์ห่วงโซ่ความเย็น: แทนที่วัสดุแบบดั้งเดิม วัสดุฉนวนคอมโพสิตแอโรเจลนาโนพอร์ถูกใช้เป็นชั้นฉนวนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการกันความร้อนและเพิ่มปริมาตรภายใน.
อุปกรณ์เชิงหน้าที่: การใช้ชั้นแอโรเจลบางพิเศษในการผลิตเสื้อแจ็คเก็ตแอโรเจลและผลิตภัณฑ์กลางแจ้งให้ความอบอุ่นที่เหนือชั้น บรรลุผลลัพธ์ที่เบากว่า บางกว่า และอบอุ่นกว่า.
เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุฉนวนแบบดั้งเดิม ประสิทธิภาพการกันความร้อนของวัสดุฉนวนคอมโพสิตแอโรเจลนาโนพอร์ดีกว่า 3-5 เท่า ซึ่งหมายถึงประสิทธิภาพการประหยัดพลังงานที่ดีเยี่ยม ความหนาของวัสดุที่ลดลง ต้นทุนโดยรวมที่ต่ำลง และลักษณะเฉพาะตัวของวัสดุที่เป็นสารอนินทรีย์ที่ปลอดภัย เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และไม่เป็นพิษ รับประกันอายุการใช้งานที่ยาวนาน.
ซิลิกาแอโรเจลคืออะไร?
ซิลิกาแอโรเจลเป็นรูปแบบเชิงพาณิชย์ที่พบมากที่สุด เป็นเครือข่ายนาโนพอร์ SiO2 ที่ให้ค่าการนำความร้อน 0.019 ถึง 0.021 W ต่อ m K ตามที่กล่าวข้างต้น ผ้าห่ม แผ่น และฟิล์มส่วนใหญ่ที่นี่สร้างขึ้นบนฐานซิลิกาแอโรเจล.
นาโนแอโรเจลและโครงสร้างนาโนพอร์
นาโนแอโรเจลถูกนิยามด้วยรูพรุนที่มีขนาดเล็กกว่าเส้นทางอิสระเฉลี่ยของอากาศ ซึ่งอยู่ที่ประมาณ 70 นาโนเมตร ซึ่งช่วยยับยั้งการพาความร้อน โครงสร้างนาโนพอร์นี้ ไม่ใช่วัสดุเนื้อแข็ง จึงเป็นเหตุผลที่แอโรเจลเป็นฉนวนได้ดีเกินน้ำหนักของมันมาก.
ค่าการนำความร้อนของแอโรเจล: ตัวเลข
ค่าการนำความร้อนของแอโรเจลอยู่ที่ประมาณ 0.019 ถึง 0.021 วัตต์ต่อเมตรเคลวิน ที่ 25 องศาเซลเซียส วัดโดยวิธี guarded hot plate ตามมาตรฐาน GB/T 10294 และ GB/T 10295 เป็นหนึ่งในค่าที่ต่ำที่สุดในบรรดาฉนวนแข็งทั้งหมด และเป็นตัวเลขที่ผู้ซื้อควรขอจากรายงานผลทดสอบ.
บทความและapplicationsที่เกี่ยวข้อง
คุณภาพแอโรเจลทดสอบอย่างไร: มาตรฐานที่ผู้ซื้อทุกคนควรรู้
การวิเคราะห์สูตรแอโรเจลและขั้นตอนการทดสอบ สำรวจวิธีการและรายการทดสอบสำหรับการประเมิน...
อ่านเพิ่มเติม →ภายใต้แสงแดดที่แผดเผา แอโรเจลที่ใช้ในรถบ้านสามารถเป็นฉนวนกันความร้อนได้อย่างไร?
หน้าแรก › แอปพลิเคชัน › Unde...
อ่านเพิ่มเติม →
อธิบายคุณสมบัติของแอโรเจล: ทำไมมันจึงเป็นฉนวนได้ดีกว่าสิ่งอื่นใด
เกี่ยวกับแอโรเจล: คำตอบสำหรับคำถามทั่วไปเกี่ยวกับคุณสมบัติของแอโรเจล ประสิทธิภาพการเป็นฉนวน การใช้งาน...
อ่านเพิ่มเติม →
ประวัติของแอโรเจล: จากความอยากรู้อยากเห็นในห้องแล็บปี 1931 สู่ฉนวนอุตสาหกรรม
แอโรเจลถูกคิดค้นขึ้นได้อย่างไร? ค้นพบประวัติของแอโรเจลตั้งแต่ซิลิกาแอโรเจลปี 1931 จนถึงฉนวนสมัยใหม่...
อ่านเพิ่มเติม →