ενημέρωση 4:50, 22 July, 2019

αεροτζέλ - είναι διπλάσια από την πυκνότητα του αέρα και του ελαφρύτερου στερεού στον κόσμο

ούτε υγρό ούτε αέριο, τα αερογέλια είναι ένα υλικό που βρίσκεται μεταξύ αυτών των δύο καταστάσεων. είναι τα ελαφρύτερα στερεά του κόσμου, τα οποία περιέχουν 99,8% αέρα και δημιουργούν εκπληκτικά μεγάλους θερμικούς μονωτήρες. με την παγκόσμια αγορά airgel να αναμένεται να φτάσει τα 785,4 εκατομμύρια δολάρια έως το 2022, δεν είναι ακριβώς νέα. στην πραγματικότητα, έχουν περάσει για έναν σχεδόν αιώνα. για χρόνια, το υλικό χρησιμοποιήθηκε από τη NASA  σε αρκετές αποστολές του, ενώ η έρευνα αποδεικνύει ότι τα αερογέφυρα θα μπορούσαν να έχουν ένα εύρος διαφόρων εφαρμογών σε άλλους τομείς αρχιτεκτονικής και σχεδιασμού που απλώς δεν εκμεταλλεύονται. με αυτό που λέγεται, οι αερογέλες θα μπορούσαν να εξακολουθούν να είναι το υλικό του μέλλοντος και εδώ είναι ο λόγος ...

η αερογέλη είναι μόνο διπλάσια από την πυκνότητα του αέρα και του ελαφρύτερου στερεού στον κόσμο

Αυτή η εικόνα και η κάλυψη της εικόνας είναι ευγενική προσφορά του veritasium

όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, έχοντας περάσει από το 1931, τα aerogels δεν είναι καινούργια. η ανακάλυψή τους ήταν το αποτέλεσμα ενός στοιχήματος μεταξύ του αμερικανικού επιστήμονα Steven Kistler και του συνάδελφού του Charles, ο οποίος ήθελε να δει εάν ήταν δυνατόν να αφαιρεθεί το υγρό από το πήκτωμα χωρίς να επηρεαστεί η στερεά δομή του.

Το πήκτωμα είναι ένα ζελατινώδες μαλακό υλικό, ένας συνδυασμός υγρού και στερεού, το οποίο είναι ως επί το πλείστον υγρό ενσωματωμένο μέσα σε μια 3D στερεά δομή. αυτή η τρισδιάστατη στερεά δομή ενεργεί ως σκελετός που έχει εξαιρετικά μικροσκοπικούς, νανο-μεγέθους πόρους, δίνοντας το πήκτωμα ακαμψία του.

η αερογέλη είναι μόνο διπλάσια από την πυκνότητα του αέρα και του ελαφρύτερου στερεού στον κόσμο

όταν εξατμίζετε το υγρό έξω, ο σκελετός τσακώνει μέσα από τον εαυτό του, διότι καθώς η στερεά δομή βυθίζεται, τα μόρια του υγρού τραβούν το ένα το άλλο και τη στερεά δομή που το περιβάλλει.

ο κιστλέρ λύθηκε αυτό το πρόβλημα συνειδητοποιώντας ότι θα μπορούσατε να αντικαταστήσετε το υγρό μέσα σε ένα τζελ με ένα άλλο και άλλαξε νερό για το αλκοόλ. πήρε έπειτα το πήκτωμα και το έβαλε σε ένα αυτόκλειστο, ένα θάλαμο πίεσης που χρησιμοποιείται για τη διεξαγωγή βιομηχανικών διεργασιών που απαιτούν αυξημένη θερμοκρασία και πίεση διαφορετική από την πίεση του αέρα του περιβάλλοντος.

στη συνέχεια θερμαίνει το πήκτωμα μέχρι το εσωτερικό του υγρού φθάσει σε αυτό που είναι γνωστό ως το «κρίσιμο σημείο» του, όπου το υγρό μετατρέπεται σε ημι-υγρό, ημι-αέριο. αυτό ονομάζεται υπερ κρίσιμο υγρό. σε αυτό το σημείο δεν υπάρχει διάκριση μεταξύ υγρού και αερίου και τα μόρια δεν τράβηξαν πλέον το ένα στο άλλο.

η αερογέλη είναι μόνο διπλάσια από την πυκνότητα του αέρα και του ελαφρύτερου στερεού στον κόσμο

όταν αποσυμπιεστεί το δοχείο, ο στερεός σκελετός, ο οποίος αποτελεί μόνο το 1% της μάζας του πηκτώματος, αφήνεται πίσω. δεν υπάρχει πλέον υγρός στους πόρους και αντί αυτού υπάρχει ένα αέριο. ο σκελετός που παραμένει πίσω παίρνει ένα στερεό νανο πορώ και αυτός είναι ο αερόπηγμα. το τελικό βήμα είναι η αντικατάσταση της αλκοόλης στο πήκτωμα με υγρό διοξείδιο του αζώτου το οποίο έχει το πλεονέκτημα ότι δεν είναι εύφλεκτο.

οι αερογέλες μπορούν να κατασκευαστούν χρησιμοποιώντας διάφορα αντικείμενα, συμπεριλαμβανομένων των αυγών, του καουτσούκ, της νιτροκυτταρίνης και του διοξειδίου του πυριτίου, το τελευταίο είναι το ελαφρύτερο δυνατόν.

οι πόροι νανοκλίμακας της αερογέλης το καθιστούν ένα τόσο μεγάλο θερμικό μονωτικό υλικό, επειδή το πλάτος των πόρων είναι μικρότερο από τα μόρια αέρα απόστασης που ταξιδεύουν κατά μέσο όρο πριν συγκρουστούν με κάτι. βασικά, είναι πολύ δύσκολο για τα μόρια θερμού αέρα να ταξιδεύουν και να διαχέονται μέσω αυτού, κάτι που είναι γνωστό ως φαινόμενο knudsen.

η αερογέλη είναι μόνο διπλάσια από την πυκνότητα του αέρα και του ελαφρύτερου στερεού στον κόσμο

ένα γυάλινο πλαίσιο που δημιουργήθηκε από τον ειδικό γυαλιού OKALUX χρησιμοποιεί ένα ημιδιαφανές αερόπηγμα πυριτίας στην κοιλότητα

οι αερογέλες είναι τόσο διαφανείς, είναι σχεδόν αδύνατο να δουν σε ένα ελαφρύ φόντο. λόγω των νανο-σκελετών τους, οι αερογέλες είναι εξαιρετικά εύθραυστες, αλλά θα μπορούσαν να καλύψουν ένα ευρύ φάσμα υλικών εφαρμογών. μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον shu-hong yu από το πανεπιστήμιο της επιστήμης και της τεχνολογίας της Κίνας, έχει ήδη αναπτύξει μια απλή μέθοδο για να κατασκευάσει υπερηλαστικά και ανθεκτικά στην κόπωση αεροζόλ σκληρού άνθρακα με δομές δικτύου νανοϊνών. η μέθοδος τους χρησιμοποιεί ρητίνη ρεσορκινόλης-φορμαλδεΰδης ως πηγή σκληρού άνθρακα.

η αερογέλη είναι μόνο διπλάσια από την πυκνότητα του αέρα και του ελαφρύτερου στερεού στον κόσμο

ένα πλεονέκτημα του νέου συστήματος μονωτικού γυαλιού είναι ότι το εισερχόμενο φως της ημέρας είναι διάσπαρτα ομοιόμορφα σε όλη την 
εικόνα του δωματίου από την OKALUX

η τεχνολογία airgel έχει επίσης προετοιμάσει το δρόμο για άλλες εξελίξεις στον τομέα των υλικών όπως το airloy, το οποίο έχει ένα παρόμοιο πορώδες μακιγιάζ που είναι εξαιρετικά ελαφρύ αλλά αισθάνεται και μηχανές όπως το πλαστικό. εάν οι επιστήμονες είναι σε θέση να μειώσουν το κόστος και να αυξήσουν περαιτέρω την ανθεκτικότητα, δεν υπάρχει τίποτα που να εμποδίζει τους αρχιτέκτονες να επιλέξουν να το χρησιμοποιήσουν για να ρυθμίσουν τις θερμοκρασίες κτιρίων ή οι σχεδιαστές που το χρησιμοποιούν για να προσθέσουν θερμικές ιδιότητες για χρήση στα προϊόντα τους.

η αερογέλη είναι μόνο διπλάσια από την πυκνότητα του αέρα και του ελαφρύτερου στερεού στον κόσμο

τα αεροσκάφη είναι πορώδη στερεά που αποτελούνται κυρίως από τον αέρα κατ 'όγκο που περιέχει πόρους εκατομμύρια φορές μικρότεροι από τα παραδοσιακά πορώδη υλικά όπως οι αφροί 
χάρη στην τεχνολογία αερόσφαιρας

εν τω μεταξύ, οι επικαλύψεις αερόπηλου μπορούν να συνδυαστούν με άλλα υλικά για να βελτιώσουν σημαντικά τις θερμοηλεκτρικές ιδιότητές τους, βελτιώνοντας την ανθεκτικότητα και την απόδοση δρώντας ως αποτελεσματικός φραγμός εξάχνωσης.

Η NASA χρησιμοποιεί αερόπητα εδώ και δεκαετίες, εφαρμόζοντάς την στους ποταμούς της Mars για να προστατεύσει τα ηλεκτρονικά της. η αποστολή Stardust του διαστημικού προγράμματος χρησιμοποίησε επίσης ένα μπλοκ αερογέλης για να μαλακώσει τα σωματίδια κομητών υψηλής ταχύτητας.

μέσω των αεροσφαιριστών ασβεστίου, ένα spin-off της NASA, η τεχνολογία έχει κάνει μόνωση αγωγών πετρελαίου, ένδυμα ακραίων καιρικών συνθηκών και υπέρυθρη θωράκιση για ελικόπτερα μάχης. η εταιρεία κατάφερε να δημιουργήσει μια πιο ισχυρή, ευέλικτη μορφή χρησιμοποιώντας σύνθετα αεροπηκτώματα με κάποιο είδος ινώδους κτυπήματος.

 
Τελευταία τροποποίηση στιςΠαρασκευή, 14 Ιουνίου 2019 08:40

Προσθήκη σχολίου

Βεβαιωθείτε ότι εισάγετε τις (*) απαιτούμενες πληροφορίες, όπου ενδείκνυται. Ο κώδικας HTML δεν επιτρέπεται.