حسنًا ، دعنا نسجل المستجدة قد تكون مضللة بعض الشيء ، لأنه تم اختراع aerogels قبل عقود! تُستخدم Aerogels ، التي تُستخدم بشكل أساسي في تطبيقات NASA ، التي تعتبر أخف المواد الصلبة في العالم ، في فهم الأشخاص حرفيًا ومجازيًا حتى وقت قريب. Aerogels هي خفيفة الوزن بشكل لا يصدق (فقط أثقل ثلاث مرات من الهواء!)، قوية وعازلة للغاية وتستخدم الآن كعوازل الحياة الحقيقية.
ما هي Aerogels؟
أسهل طريقة لتفسير aerogels هي بمقارنتها بـ Jell-O. عندما يتم ترك جيلو ، يجف وينكمش وحيث كانت السوائل ذات يوم هي آلاف المسام الصغيرة. يتم إنشاء Aerogels بشكل أساسي بنفس الطريقة ، إلا من خلال عملية تسمى aerogels "التجفيف فوق الحرج" يتم تصنيعها بحيث لا تتقلص عند استخراج السائل ، وعادة ما تحافظ على 90-99 ٪ من الأصلي الصوت. على الرغم من أنه يتكون في الغالب من الهواء في هذه المرحلة ، إلا أنه يمكن أن يزيد وزنه عن 500-4000 مرة. بسبب هذا التركيب ، يكون للهباء الجوي الموصلية الحرارية المنخفضة للغاية ، ويمكنه تحمل الحرارة المرتفعة جدًا وتكون مقاومة للماء ، على عكس معظم العزلات الأخرى التي يجب معالجتها كيميائيًا لتتميز بهذه الخصائص.
أنواع Aerogels
لا يشير Airgel إلى مادة معينة ، ولكن يشير إلى هندسة المادة. ما لم يذكر خلاف ذلك ، تصنع Aerogels بشكل شائع من السيليكا ، أو من غير ذلك من الكربون ، ولكن يمكن تصنيعها بالفعل من عدة أنواع من المواد الخام. Aerogels السيليكا شفافة بشكل عام وقد يكون لها لون أزرق.
Aerogels كعوازل
تجعل مساحة Aerogels المنخفضة الكثافة بشكل لا يصدق ومساحة سطحها العالية مادة هيكلية كبيرة خفيفة الوزن بالإضافة إلى عازل فائق. توفر Aerogels أعلى قيمة R في البوصة من أي عازل آخر في السوق و mdash لديهم تصنيف يزيد عن 10 في البوصة مقارنة R-6 لعزل الخلايا المغلقة و R-3 للألياف الزجاجية. ومع ذلك ، فإن airgel في حالته الخام هش للغاية وغير مرن ، لذلك يجب دمجه مع مواد أخرى لاستخدامها في تطبيقات الحياة الواقعية.
بسبب طبيعتها الشفافة ، تعمل aerogels السيليكا بشكل جيد عندما تكون محصورة بين طبقات من الزجاج. هذا النوع من التطبيقات هو المكان الذي تكون فيه إمكانات عزل aerogels مثيرة حقًا ، لأن النوافذ والزجاج يمثلان بعضًا من أضعف النقاط في المبنى. من شأن ملء النوافذ باستخدام airgel أن يزيد من قيمة العزل مع الحفاظ على جودتها الشفافة. شوهد هذا النوع من التطبيق في الأحدث الطاقة الشمسية العشاري منافسة.
النوع الآخر الشائع من عزل airgel هو استخدامها في شكل بطانية. في هذا التطبيق يتم نسج aerogels مع الألياف لجعلها مرنة. يمكن لف هذه الخفافيش حول الأنابيب ، وتوضع على الجدران المنحنية وتثبيتها في تجاويف. على المباني المبنية بالإطار ، يمكن تطبيق شرائح رقيقة من airgel على الأزرار لمنع الجسر الحراري. نظرًا لأن الأيروجيل في هذا التنسيق يتم نسجه بألياف ، فإنها تكون معتمة ، وعادة ما تكون بيضاء أو رمادية المظهر.
منتجات ايرجيل
بسبب التكاليف المرتفعة ، تم استخدام airgel في المقام الأول في التطبيقات الصناعية المتطورة ، مثل أنابيب النفط والغاز العازلة ، وعزل المركبات الفضائية التابعة لناسا واستخدمت كمجمع متباعد المسافات.
ومع ذلك ، مع التقدم التكنولوجي وبعض الانخفاض في الأسعار ، تفضل العديد من الشركات مجموعة متنوعة من منتجات airgel التي يمكن استخدامها في التطبيقات السكنية حتى:
• كابوت: يتم استخدام Cabot’s Nanogel لعزل وحدات النوافذ ، لف أنابيب النفط والغاز ، وهي منسوجة في الملابس الخارجية ، وكحبيبات وبطانيات لتطبيقات المباني.
• أسبن Aerogels: يتوفر منتج Aspen Aerogels Spaceloft كخفافيش ليحل محل الألياف الزجاجية التقليدية وعزل السليلوز. يوفر أعلى قيمة R ، عند 10.3 ، من أي منتج آخر في السوق.
• ThermaBlok: Thermablok تصنع شريطًا لاصقًا ذاتيًا لعزل airgel يمكن تطبيقه مباشرةً على الأزرار لمنع "الجسر الحراري" ، وهو توصيل حراري عبر الأزرار.