1. Негізгі ғылым және аэрогель жабындарының наноархитектуралық дизайны
1.1 Аэрогель негізіндегі жабындардың шығу тегі мен түсіндірмесі
(Аэрогельді жабындар)
Аэрогель жабындары аэрогельдердің кең үй шаруашылығынан алынған функционалды өнімдердің трансформациялық курсын білдіреді– ультра кеуекті, тамаша жылу оқшаулауымен танымал төмен тығыздықтағы қатты заттар, жоғары аумақ, және наноөлшемді сәулеттік қуат құрылымы.
Кәдімгі монолитті аэрогельдерден айырмашылығы, әдетте осал және күрделі геометрияларға енгізу қиын, аэрогель қабаттары болаттар сияқты субстраттарда жұқа фильмдер немесе беттік қабаттар ретінде пайдаланылады, полимерлер, маталар, немесе құрылыс өнімдері.
Бұл қабаттар көлемді аэрогельдердің негізгі қасиеттерін сақтайды– әсіресе олардың наносөлшемді кеуектілігі мен жылу өткізгіштігінің төмендеуі– жақсартылған механикалық беріктікті қамтамасыз ете отырып, жан-жақтылық, және бүрку сияқты стратегиялармен қолданудың қарапайымдылығы, батыру, немесе орамнан орамға өңдеу.
Көптеген аэрогель қабаттарының негізгі құрамдас бөлігі кремний диоксиді болып табылады (SiO ЕКІ), полимерлерді қамтитын кроссбредтік жүйелер, көміртегі, немесе керамикалық ізашарлар функционалдылықты бейімдеу үшін айтарлықтай пайдаланылады.
Аэрогель жабындарының ерекше атрибуты олардың наноқұрылымдық желісі болып табылады, әдетте төмендегі өлшемдері бар кеуектерді жасайтын өзара байланысты нанобөлшектерден тұрады 100 нанометрлер– ауа бөлшектерінің орташа қосымша жолынан кішірек.
Бұл архитектуралық шектеу газ өткізгіштігін және конвективтік жылу беруді тиімді түрде басады, ең сенімді жылу изоляторларының бірі ретінде аэрогельді аяқтау.
1.2 Синтез жолдары және кептіру механизмдері
Аэрогельді жабындардың құрылысы золь-гель химиясы арқылы дымқыл гельдік желіні қалыптастырудан басталады, онда тетраэтил ортосиликат сияқты молекулалық ізашарлар (TEOS) үшөлшемді кремнеземдік тор түзу үшін сұйық ортада гидролиз және конденсация реакцияларынан өтеді..
Бұл процедураны кеуектер өлшемін бақылау үшін дәл реттеуге болады, бит морфологиясы, және рН сияқты спецификацияларды қайта реттеу арқылы айқас байланыстыру тығыздығы, судың прекурсорға қатынасы, және жүргізуші түрі.
Гель желісі субстраттағы жұқа пленка орнату ішінде жасалғаннан кейін, шешуші кедергі нәзік наноқұрылымды бұзбай, кеуекті сұйықтықтан құтылуға байланысты.– мәселе дәстүрлі түрде суперкритикалық кептіру арқылы шешіледі.
Суперкритикалық кептіру кезінде, еріткіш (әдетте алкоголь немесе CO ₂) оның критикалық нүктесінен тыс жылытылады және қысымға ұшырайды, сұйық-бу интерфейсінен құтылу және капиллярлық кернеуден туындаған жиырылуын тоқтату.
Тиімді болған кезде, бұл әдіс энергияны көп қажет етеді және үлкен немесе жердегі қабат қолданбалары үшін әлдеқайда аз сәйкес келеді.
( Аэрогельді жабындар)
Бұл шектеулерден құтылу үшін, қоршаған орта кернеуін кептірудегі жетістіктер (APD) жоғары қысымды құрылғыларды қажет етпей-ақ берік аэрогельді жабындарды өндіруге мүмкіндік берді.
Бұған силикирлеуші өкілдерді пайдалана отырып, кремний торабының бетін реттеу арқылы қол жеткізіледі (мысалы, триметилхлоросилан), беттік гидроксил топтарын гидрофобты бөліктермен алмастырады, булану кезінде капиллярлық күштерді төмендету.
Алынған жабындар кеуектілікті сақтайды 90% және қалыңдығы 0,1-ге дейін төмен– 0.3 г/см³, масштабталатын өндіріске мүмкіндік бере отырып, олардың оқшаулау өнімділігін қорғау.
2. Жылулық және механикалық тиімділік сипаттамалары
2.1 Ерекше жылу оқшаулау және жылу беруді басу
Аэрогель жабындарының ең танымал тұрғын үй қасиеті - олардың өте төмен жылу өткізгіштігі, жалпы өзгереді 0.012 дейін 0.020 Вт/м · К қоршаған орта жағдайларында– тынық ауаға тең және полиуретан сияқты дәстүрлі оқшаулағыш материалдардан айтарлықтай төмен (0.025– 0.030 Вт/м · К )немесе минералды жүн (0.035– 0.040 Вт/м · К).
Бұл тиімділік наноқұрылымға тән жылу беруді басу механизмдерінің үш жиынтығынан туындайды.: кремнеземдік байламдардың жұқа желісіне байланысты ең аз қатты өту, 100 нм-ден төмен кеуектердегі Кнудсен диффузиясына байланысты минималды ауа өткізгіштігі, және допинг немесе пигментті күшейту арқылы сәулеленуді азайту.
Ақылға қонымды қолданбаларда, тіпті жұқа қабаттар (1– 5 мм) аэрогельді әрлеу термиялық төзімділікке қол жеткізе алады (R-мәні) әлдеқайда қалың дәстүрлі оқшаулаумен салыстыруға болады, аэроғарыштық кеңістікте шектеулі стильдерге мүмкіндік береді, конверттерді әзірлеу, және мобильді гаджеттер.
Оның үстіне, аэрогель қабаттары кең температура диапазонында қауіпсіз өнімділікті көрсетеді, криогендік мәселелерден (-200 ° C )орташа жоғары температураға дейін (шамамен 600 ° C таза кремнеземдік жүйелер үшін), оларды ауыр орталарға жарамды етеді.
Олардың төмен сәуле шығару қабілеті мен күн сәулесінің шағылысуын инфрақызыл шағылыстыратын пигменттерді немесе көп қабатты архитектураларды біріктіру арқылы одан әрі арттыруға болады., күн сәулесі түсетін қолданбаларда радиациялық қорғанысты жақсарту.
2.2 Механикалық төзімділік және субстрат үйлесімділігі
Олардың өте кеуектілігіне қарамастан, заманауи аэрогельді әрлеу таңқаларлық механикалық беріктікке ие, әсіресе полимерлі байланыстырғыштармен немесе наноталшықтармен нығайтылған кезде.
Аралас органикалық-бейорганикалық құрамдар, кремнеземді аэрогельдерді полимерлермен біріктіретіндер сияқты, эпоксидтер, немесе полисилоксандар, бейімделу қабілетін арттыру, адгезия, және соққыға төзімділік, жабынның дірілге төтеп беруіне мүмкіндік береді, термиялық велосипедпен жүру, және шағын абразия.
Бұл гибридті жүйелер 5-ке дейінгі үзіліс мәндерінде ұзартуды қамтамасыз ете отырып, тамаша оқшаулау өнімділігін сақтайды.– 10%, қысым кезінде сынудан қорғайды.
Әртүрлі субстраттармен байланыс– болат, алюминий, бетон, шыны, және әмбебап фольгалар– бетті тегістеу арқылы қол жеткізіледі, химиялық біріктіру өкілдері, немесе емдеу барысында in-situ байланыстыру.
Қосымша, аэрогель қабаттарын гидрофобты немесе супергидрофобты етіп жасауға болады, оқшаулау тиімділігін төмендететін немесе коррозияға ықпал ететін суды қайтару және ылғалдың түсуін тоқтату.
Механикалық төзімділік пен қоршаған ортаға төзімділіктің бұл үйлесімі сыртта ұзақ қызмет ету мерзімін жақсартады, теңіз, және өнеркәсіптік қондырғылар.
3. Практикалық әмбебаптық және көп функциялы комбинация
3.1 Акустикалық демпферлік және дыбыс оқшаулау мүмкіндіктері
Термиялық басқарудан тыс, аэрогельді әрлеу олардың ашық кеуекті наноқұрылымына байланысты акустикалық оқшаулауда айтарлықтай әлеуетті көрсетеді, ол қалың жоғалтулар мен ішкі үйкеліс арқылы дыбыс энергиясын таратады.
Айналмалы нанопоралар желісі акустикалық толқындардың таралуына кедергі жасайды, әсіресе орташадан жоғары жүйелілік сортында, аэрогельді аяқтау аэроғарыш кабиналарындағы шуды азайтуда тиімді, автомобиль панельдері, және құрылыс қабырғаларының беттері.
Тұтқыр серпімді қабаттармен немесе микроперфорацияланған күреспен біріктірілген кезде, аэрогель негізіндегі жүйелер өте аз қосымша салмақпен кең жолақты дыбысты сіңіруді жүзеге асыра алады– салмаққа сезімтал қолданбаларда маңызды артықшылық.
Бұл көп функционалдылық біріктірілген жылу-акустикалық кедергілерді жобалауға мүмкіндік береді, күрделі параметрлерде көптеген бөлек қабаттарға қойылатын талапты азайтады.
3.2 Отқа төзімділік және түтінді азайту қасиеттері
Аэрогель жабындары жанбайтын, кремний диоксиді негізіндегі жүйелер отқа отын қоспайды және типтік құрылыс пен құрылыс және оқшаулау өнімдерінің тұтану факторларынан жоғары температура деңгейіне төтеп бере алады..
Ағаш сияқты жанғыш субстраттарға қатысты болғанда, полимерлер, немесе тоқыма, аэрогельді жабындар термиялық кедергі ретінде қызмет етеді, жылу беруді және пиролизді кешіктіру, осылайша отқа төзімділікті арттырады және қашу уақытын ұзартады.
Кейбір формулаларда тұтанатын қоспалар немесе отқа төзімді қоспалар бар (мысалы, фосфор немесе бор заттары) қыздыру кезінде кеңейеді, негізгі материалды жақсырақ қорғайтын қорғаныш көмір қабатын жасау.
Сонымен қатар, көптеген полимер негізіндегі оқшаулағыштардан айырмашылығы, аэрогель қабаттары жоғары температураға ұшыраған кезде минималды түтін шығарады және зиянды ұшпа заттар болмайды, туннельдер сияқты қоршалған орталарда қауіпсіздікті арттыру, кемелер, және көпқабатты үйлер.
4. Барлық секторлардағы өнеркәсіптік және пайда болатын қолданбалар
4.1 Ғимараттар мен өнеркәсіптік жабдықтардағы энергия тиімділігі
Аэрогельді әрлеу стильде және құрылымда оңай жылуды басқаруды өзгертеді.
Терезелерге қолданылады, қабырға беттері, және шатыр жабындары, олар өткізгіш және радиациялық жылы алмасуды азайту арқылы үйді жылыту және салқындату тоннасын азайтады, нетто-нөлдік энергия ғимараттарының схемаларына үлес қосу.
Мөлдір аэрогельді жабындар, әсіресе, термиялық өсуді блоктай отырып, күндізгі беріліске рұқсат береді, оларды аспалы терезелер мен перде қабырғаларының беттері үшін тамаша етеді.
Өнеркәсіптік құбырлар мен резервуарларда, аэрогельмен қапталған оқшаулау будағы қуаттың жоғалуын азайтады, криогенді, және сұйық жүйелерді өңдеу, функционалдық тиімділікті арттыру және көміртегінің шығуын азайту.
Олардың жұқа профилі стандартты қаптаманы орнату мүмкін емес кеңістіктегі шектеулі жерлерде қайта жабдықтауға мүмкіндік береді.
4.2 Аэроғарыш, Қорғаныс, және киілетін инновацияларды ассимиляциялау
Аэроғарышта, аэрогельді жабындар атмосфераға қайта кіру немесе терең ғарыш миссиялары кезінде сезімтал компоненттерді қатты температура деңгейінің өзгеруінен қорғайды.
Олар термиялық қорғаныс жүйелерінде қолданылады (TPS), спутниктік корпустар, және астронавт төсемдеріне сәйкес келеді, мұнда салмақ үнемдеу тікелей төмендетілген ұшыру шығындарына айналады.
Қорғаныс қолданбаларында, аэрогельмен қапталған маталар арктикалық немесе шөлді атмосферада жұмысшылар мен құралдар үшін жеңіл жылу оқшаулауын ұсынады..
Киюге болатын технология ақылды киімдерде дене температурасын сақтайтын әмбебап аэрогель қосылыстарынан алады, сыртқы жабдық, және медициналық жылу саясаты жүйелері.
Қосымша, зерттеу кірістірілген зондтау қондырғылары немесе фазалық өзгерістер материалдары бар аэрогельді аяқтауды табу болып табылады (PCMs) икемді үшін, экологиялық мәселелерге бейімделетін рецептивті оқшаулау.
Ақырында, аэрогельді жабындар энергетикадағы макро-масштабты қиындықтарды шешу үшін нано-өлшемді инженерия күшін көрсетеді, қауіпсіздік, және тұрақтылық.
Механикалық икемділікпен және көп функциялы қуаттармен өте төмен жылу өткізгіштікті біріктіру арқылы, олар жер үсті инженериясының шегін қайта анықтауда.
Өндіріс шығындары төмендеген сайын және қолдану әдістері әлдеқайда тиімдірек болады, аэрогель жабындары келесі буын оқшаулауында әдеттегі өнім болу үшін орналастырылған, қауіпсіздік жүйелері, және барлық нарықтардағы интеллектуалды бет аймақтары.
5. Өтінемін
Cabr-Concrete - артық бетон қоспасын жеткізуші 12 нано-құрылыс энергиясын үнемдеу және нанотехнологияларды дамытудағы көп жылдық тәжірибе. Несие картасы арқылы төлемді қабылдайды, Т/Т, West Union және Paypal. TRUNNANO тауарды FedEx арқылы шетелдегі тұтынушыларға жеткізеді, DHL, әуе арқылы, немесе теңіз арқылы. Егер сіз жоғары сапалы бетон қоспасын іздесеңіз, бізбен байланысып, сұрау жіберіңіз.
Тегтер:Аэрогельді жабындар, Силикатты аэрогель жылу оқшаулағыш жабыны, жылу оқшаулау жабыны
Барлық мақалалар мен суреттер Интернеттен алынған. Авторлық құқық мәселелері болса, жою үшін уақытында бізге хабарласыңыз.
Бізден сұраңыз