1. Osnovna nauka i nanoarhitektonski dizajn aerogel premaza
1.1 Poreklo i interpretacija premaza na bazi aerogela
(Airgel Coatings)
Aerogel obloge predstavljaju transformativni tok funkcionalnih proizvoda koji potiču iz šireg domaćinstva aerogelova– ultraporozna, čvrste materije niske gustine poznate po svojoj izvanrednoj toplotnoj izolaciji, visoko područje, i nanosmjerna arhitektonska struktura snage.
Za razliku od konvencionalnih monolitnih aerogela, koji su obično ranjivi i teški za ugradnju u zamršene geometrije, aerogel slojevi se koriste kao tanki filmovi ili površinski slojevi na podlogama kao što su čelici, polimeri, tkanine, ili građevinskih proizvoda.
Ovi slojevi zadržavaju osnovna svojstva bulk aerogela– posebno njihova nanoska poroznost i smanjena toplotna provodljivost– istovremeno pružajući poboljšanu mehaničku žilavost, svestranost, i jednostavnost primjene sa strategijama poput prskanja, potapanjem, ili obrada roll-to-roll.
Primarna komponenta mnogih slojeva aerogela je silicijum dioksid (SiO TWO), iako ukrštani sistemi koji sadrže polimere, ugljenik, ili keramičke preteče se značajno koriste za prilagođavanje funkcionalnosti.
Specifični atribut aerogel premaza je njihova nanostrukturirana mreža, obično se sastoji od međusobno povezanih nanočestica koje stvaraju pore manjih veličina 100 nanometara– manji od srednjeg komplementarnog puta čestica vazduha.
Ovo arhitektonsko ograničenje efikasno potiskuje provodljivost gasa i konvektivni prenos toplote, izrada aerogel završnih obrada među jednim od priznatih najpouzdanijih toplotnih izolatora.
1.2 Putevi sinteze i mehanizmi sušenja
Konstrukcija aerogel premaza počinje formiranjem vlažne gel mreže kroz sol-gel hemiju, gdje su molekularni prethodnici kao što je tetraetil ortosilikat (TEOS) prolaze kroz reakcije hidrolize i kondenzacije u fluidnom mediju kako bi se formirala trodimenzionalna mreža silicijum dioksida.
Ovaj postupak se može fino podesiti za kontrolu veličine pora, morfologija bita, i gustoću umrežavanja ponovnim podešavanjem specifikacija kao što je pH, omjer vode i prekursora, i vrsta vozača.
Jednom kada se stvori mreža gela unutar tankog filma na supstratu, ključna prepreka ovisi o uklanjanju tekućine iz pora bez razbijanja osjetljive nanostrukture– problem koji se tradicionalno rješava superkritičnim sušenjem.
U superkritičnom sušenju, rastvarač (općenito alkohol ili CO ₂) je zagrejan i pod pritiskom iznad svoje kritične tačke, otklanjanje sučelja tečnost-para i zaustavljanje skupljanja izazvanog kapilarnim stresom.
Dok efikasan, ova tehnika je energetski intenzivna i mnogo manje prikladna za aplikacije velikih ili in situ slojeva.
( Airgel Coatings)
Da biste se riješili ovih ograničenja, napredak u sušenju pod stresom okoline (APD) su zapravo omogućile proizvodnju robusnih aerogel premaza bez potrebe za uređajima pod visokim pritiskom.
Ovo se postiže podešavanjem površine silicijumske mreže pomoću silicijskih predstavnika (npr., trimetilklorosilan), koji zamjenjuju površinske hidroksilne timove hidrofobnim dijelovima, smanjenje kapilarnih sila tokom isparavanja.
Rezultirajuće obloge održavaju poroznost nadmašujućom 90% i debljine do 0,1– 0.3 g/cm ³, štiteći njihove izolacijske performanse i istovremeno omogućavajući skalabilnu proizvodnju.
2. Termičke i mehaničke karakteristike efikasnosti
2.1 Izuzetna toplinska izolacija i suzbijanje prijenosa topline
Najpoznatije stambeno svojstvo aerogel obloga je njihova ultra niska toplotna provodljivost, generalno varira od 0.012 to 0.020 W/m · K u uslovima okoline– ekvivalentno mirnom zraku i dramatično niže od tradicionalnih izolacijskih materijala poput poliuretana (0.025– 0.030 W/m · K )ili mineralne vune (0.035– 0.040 W/m · K).
Ova efikasnost proizilazi iz skupa tri mehanizma za suzbijanje toplog transfera koji su intrinzični u nanostrukturi: minimalna čvrsta transmisija zbog tanke mreže ligamenata od silicijum dioksida, minimalna vazdušna provodljivost zbog Knudsenove difuzije u porama ispod 100 nm, i smanjen prijenos zračenja kroz doping ili poboljšanje pigmenta.
U razumnim aplikacijama, čak i u tankim slojevima (1– 5 mm) aerogel završne obrade može postići termičku otpornost (R-vrijednost) usporediva s mnogo debljom tradicionalnom izolacijom, omogućavanje stilova ograničenog prostora u aerosvemirskom prostoru, razvijanje koverti, i mobilni uređaji.
Štaviše, aerogel slojevi pokazuju sigurne performanse u širokom temperaturnom rasponu, od kriogenih problema (-200 °C )do umjereno visokih temperatura (otprilike 600 °C za sisteme čistog silicijum dioksida), što ih čini pogodnim za teška okruženja.
Njihova niska emisivnost i sunčeva refleksija mogu se dodatno poboljšati konsolidacijom infracrvenih reflektirajućih pigmenata ili višeslojne arhitekture, poboljšanje zaštite od zračenja u aplikacijama izloženim suncu.
2.2 Mehanička izdržljivost i kompatibilnost podloge
Bez obzira na njihovu ekstremnu poroznost, moderne aerogel završne obrade pokazuju iznenađujuću mehaničku robusnost, posebno kada su ojačani polimernim vezivom ili nanovlaknima.
Ukrštajte organsko-anorganske formulacije, kao što su oni koji integrišu silikatne aerogele sa polimerima, epoksidi, ili polisiloksani, poboljšati prilagodljivost, adhezija, i otpornost na udar, omogućavajući premazu da izdrži vibracije, termalni biciklizam, i mala abrazija.
Ovi hibridni sistemi zadržavaju odlične performanse izolacije dok postižu izduženje pri vrijednostima prekida do 5– 10%, štiti od lomljenja pod pritiskom.
Vezi se za različite supstrate– čelika, aluminijum, beton, staklo, i raznovrsne folije– postiže se površinskim prajmerom, predstavnici hemijskih kombinacija, ili in situ vezivanje tokom tretmana.
Dodatno, aerogel slojevi mogu biti hidrofobni ili superhidrofobni, odbija vodu i zaustavlja prodiranje vlage koja bi mogla pogoršati efikasnost izolacije ili podstaći koroziju.
Ova kombinacija mehaničke izdržljivosti i otpornosti na okoliš poboljšava dug vijek trajanja izvana, marine, i industrijske postavke.
3. Praktična svestranost i multifunkcionalna kombinacija
3.1 Mogućnosti zvučnog prigušenja i zvučne izolacije
Osim termičke administracije, aerogel završne obrade pokazuju značajan potencijal u zvučnoj izolaciji zbog svoje nanostrukture otvorenih pora, koji rasipa zvučnu energiju preko velikih gubitaka i unutrašnjeg trenja.
Vijugava mreža nanopora sprečava širenje akustičnih talasa, posebno u varijanti srednje do visoke pravilnosti, čineći aerogel završne obrade efikasnim u smanjenju buke u vazduhoplovnim kabinama, automobilske ploče, i zidne površine zgrada.
Kada se integrira sa viskoelastičnim slojevima ili mikroperforiranim borbama, Sistemi zasnovani na aerogelu mogu postići širokopojasnu apsorpciju zvuka sa vrlo malo dodatne težine– bitnu prednost u aplikacijama osjetljivim na težinu.
Ova multifunkcionalnost omogućava projektovanje integrisanih termoakustičkih barijera, smanjujući potrebu za brojnim odvojenim slojevima u složenim postavkama.
3.2 Otpornost na vatru i svojstva smanjenja dima
Aerogel obloge su po svojoj prirodi nezapaljive, jer sistemi zasnovani na silicijum dioksidu ne dodaju ulje na vatru i mogu izdržati nivoe temperature znatno iznad faktora paljenja tipičnih građevinskih i izolacionih proizvoda.
Kada se odnosi na zapaljive supstrate kao što je drvo, polimeri, ili tekstil, aerogel premazi funkcioniraju kao termička prepreka, odlaganje prenosa toplote i pirolize, čime se povećava otpornost na vatru i povećava vrijeme bijega.
Neke formule sadrže intumescentne aditive ili dodatke koji usporavaju plamen (npr., supstance fosfora ili bora) koje se šire pri zagrevanju, stvaranje zaštitnog sloja ugljena koji bolje štiti osnovni materijal.
Osim toga, za razliku od brojnih izolacija na bazi polimera, aerogel slojevi stvaraju minimalan dim i bez štetnih isparljivih materija kada su izloženi visokoj temperaturi, poboljšanje sigurnosti u zatvorenim okruženjima kao što su tuneli, brodovi, i visoke zgrade.
4. Industrijske i nove primjene u svim sektorima
4.1 Energetska efikasnost u zgradarstvu i industrijskoj opremi
Aerogel završne obrade mijenjaju lako upravljanje toplinom u stilu i okviru.
Primijenjeno na prozore, zidne površine, i krovovi, oni smanjuju tone grijanja i hlađenja doma minimizirajući provodljivu i radijativnu izmjenu topline, doprinos rasporedu zgrada sa nultom neto energije.
Prozirni aerogel premazi, posebno, dozvoli dnevni prijenos dok blokira termalni dobitak, što ih čini savršenim za krovne prozore i zidne zavjese.
U industrijskim cjevovodima i spremnicima, Izolacija obložena aerogelom smanjuje gubitak snage u pari, kriogena, i procesne tečne sisteme, povećanje funkcionalne efikasnosti i minimiziranje izduvnih gasova ugljenika.
Njihov tanak profil omogućava naknadnu ugradnju u prostorima ograničenim prostorima gdje se standardna obloga ne može instalirati.
4.2 Vazduhoplovstvo, Odbrana, i Asimilacija nosivih inovacija
U vazduhoplovstvu, aerogel premazi osiguravaju osjetljive komponente od ozbiljnih promjena nivoa temperature tijekom ponovnog ulaska u atmosferu ili misija u dubokom svemiru.
Koriste se u sistemima termičke zaštite (TPS), satelitska kućišta, i obloge za astronaute, gdje se uštede na težini direktno pretvaraju u snižene troškove lansiranja.
U zaštitnim aplikacijama, Tkanine obložene aerogelom nude laganu toplinsku izolaciju za radnike i alate u arktičkim ili pustinjskim atmosferama.
Nosiva tehnologija koristi od svestranih aerogel spojeva koji održavaju tjelesnu temperaturu u mudrim odjevnim predmetima, vanjske opreme, i sistemi medicinske termalne politike.
Dodatno, studija otkriva aerogel završne obrade sa ugrađenim senzorskim jedinicama ili materijalima za promenu faze (PCM) za fleksibilan, prijemljiva izolacija koja se prilagođava ekološkim problemima.
Konačno, aerogel premazi predstavljaju primjer snage inženjeringa nanorazmjera za rješavanje problema na makro skali u energetici, sigurnost, i održivost.
Integracijom ultra-niske toplotne provodljivosti sa mehaničkom fleksibilnošću i multifunkcionalnim kapacitetima, oni redefiniraju granice površinskog inženjeringa.
Kako su troškovi proizvodnje niži, a metode primjene postaju mnogo učinkovitije, Aerogel obloge su pozicionirane da postanu tipičan proizvod u izolaciji sljedeće generacije, sigurnosni sistemi, i inteligentne površine širom tržišta.
5. Poč
Cabr-Concrete je dobavljač dodataka za beton sa preko 12 godine iskustva u očuvanju energije u nano zgradama i razvoju nanotehnologije. Prihvata plaćanje putem kreditne kartice, T/T, West Union i Paypal. TRUNNANO će isporučiti robu kupcima u inostranstvu preko FedEx-a, DHL, vazdušnim putem, ili morem. Ako tražite visokokvalitetni dodatak za beton, slobodno nas kontaktirajte i pošaljite upit.
Oznake:Airgel Coatings, Termoizolacioni premaz od silika aerogela, termoizolacioni premaz
Svi članci i slike su sa interneta. Ako postoje problemi sa autorskim pravima, molimo da nas kontaktirate na vrijeme za brisanje.
Raspitajte se kod nas