ໃນປີ 1931, Kistler ໄດ້ແຍກທາດແຫຼວອອກຈາກຂອງແຂງໂດຍໃຊ້ເຕັກນິກການອົບແຫ້ງແບບ supercritical ທີ່ມີເຫຼົ້າແລະຮັກສາໂຄງສ້າງຂອງອາຍແກັສຈາກການຫົດຕົວແລະຍຸບລົງ, ສົ່ງຜົນໃຫ້ airgel ໃນໂລກ.
ຄໍານິຍາມຂອງ Airgel
Airgel ເປັນວັດສະດຸແຂງ nano-porous amorphous ທີ່ມີນ້ໍາຫນັກເບົາທີ່ມີອະນຸພາກຈຸນລະພາກ nanometer ລວບລວມກັບກັນແລະກັນເພື່ອສ້າງໂຄງສ້າງເຄືອຂ່າຍ porous ຂະຫນາດ nanometer ແລະເຕັມໄປດ້ວຍສື່ມວນຊົນກະຈາຍອາຍແກັສຈໍານວນຫລາຍໃນໂຄງກະດູກເຄືອຂ່າຍ.
Aerogels ບໍ່ພຽງແຕ່ເປັນອຸປະກອນທີ່ເປັນປະໂຫຍດ, ແຕ່ຍັງເປັນສະຖານະໃຫມ່ຂອງບັນຫາ. ລັດ airgel ແມ່ນແຕກຕ່າງກັນໂດຍພື້ນຖານຈາກລັດອື່ນໆຂອງສານໃນຫຼາຍຄຸນສົມບັດ. ມັນມີຂະຫນາດທີ່ຄົງທີ່ແລະຮູບຮ່າງຄ້າຍຄືຂອງແຂງ, ແຕ່ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງມັນສາມາດຂະຫຍາຍຈາກສູງສຸດ 1 g/cm³ ຫາ 0.001 g/cm³ (ຕ່ໍາກວ່າຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງອາກາດ); ໃນເວລາດຽວກັນ, ມັນມີໂຄງສ້າງ sponge ຄ້າຍຄື porous, ມີຄຸນສົມບັດຫຼາຍຂອງກ້ອງຈຸລະທັດ (ໂຄງກະດູກ nano-scale), macroscopic (ເນື້ອ condensed) ແລະ mesoscopic (ຫຼາຍລະດັບແລະ fractal) ລັກສະນະ, ເຮັດໃຫ້ aerogels ມີຄຸນສົມບັດເປັນເອກະລັກຫຼາຍ. ມັນສະແດງໃຫ້ເຫັນການນໍາຄວາມຮ້ອນຕ່ໍາຫຼາຍ, modulus ຂອງ elasticity ຕ່ໍາຫຼາຍ, ອັດຕາການ phonon ຕ່ໍາຫຼາຍ, ດັດຊະນີ refractive ຕ່ໍາຫຼາຍ, ຄົງທີ່ dielectric ຕ່ໍາ, ຄວາມໄວສຽງຕ່ໍາຫຼາຍ, ພື້ນທີ່ສະເພາະສູງ, ຄວາມຫນາແຫນ້ນກ້ວາງຫຼາຍແລະການກະຈາຍດັດຊະນີ refractive, ແລະອື່ນໆ.
ການຈັດປະເພດຂອງ Aerogels
ມີລະດັບຄວາມກ້ວາງຂອງ aerogels, ກວມເອົາເກືອບທຸກລະບົບວັດສະດຸ. ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວ, ອີງຕາມອົງປະກອບທາງເຄມີ, ພວກເຂົາສາມາດແບ່ງອອກເປັນ aerogels ອິນຊີ, aerogels ອະນົງຄະທາດແລະ aerogels ປະສົມ, ແລະອື່ນໆ Aerogels ຍັງສາມາດແບ່ງອອກເປັນຊິລິໂຄນ, ຄາບອນ, ຊູນຟູຣິກ, ໂລຫະອອກໄຊແລະລະບົບໂລຫະຕາມອົງປະກອບຕົ້ນຕໍຂອງພວກເຂົາ.
ສະຖານະພາບ & ບົດບາດຂອງ Aerogels
ນັກວິທະຍາສາດກ່າວວ່າ aerogels ຈະປ່ຽນແປງໂລກ.
Airgel ໄດ້ຖືກລະບຸໄວ້ເປັນຫນຶ່ງໃນ 10 ບັນຫາວິທະຍາສາດແລະເຕັກໂນໂລຊີທີ່ຮ້ອນທີ່ສຸດໃນ 250 ຂອງວາລະສານວິທະຍາສາດຂອງສະຫະລັດ. ວັນທີ 20 ສິງຫາ 2007, ໜັງສືພິມ The Times ໄດ້ລາຍງານວ່າ ແອອັດເຈນແມ່ນຂອງແຂງທີ່ເບົາທີ່ສຸດໃນໂລກທີ່ສາມາດທົນທານຕໍ່ແຮງລະເບີດຂອງທາດໄດນາໄມ 1 ກິໂລແມັດ ແລະ ເຮັດໃຫ້ເຈົ້າພົ້ນຈາກຄວາມຮ້ອນຂອງເຄື່ອງເປົ່າລົມທີ່ສູງກວ່າ 1300 ອົງສາ. ນັກວິທະຍາສາດກຳລັງສຳຫຼວດການນຳໃຊ້ airgel ໃນທຸກຢ່າງຕັ້ງແຕ່ຊຸດອະວະກາດທີ່ມີ insulated super-insulated ໄປຫາ supercapacitors ຈົນຮອດ catalysts ໃຫ້ກັບ tennis ລຸ້ນຕໍ່ໄປ. Airgel ສັນຍາວ່າຈະແຂ່ງຂັນກັບລຸ້ນຂອງວັດຖຸທີ່ມີຊື່ສຽງເຊັ່ນ: ຢາງ phenolic ຈາກຊຸມປີ 1930, ເສັ້ນໄຍກາກບອນຈາກຊຸມປີ 1980 ແລະຊິລິໂຄນຈາກຊຸມປີ 1990.
Airgel ໄດ້ຖືກຈັດເຂົ້າໃນປຶ້ມ Guinness Book of World Records ຫຼາຍຄັ້ງວ່າເປັນເຄື່ອງແຂງທີ່ເບົາທີ່ສຸດໃນໂລກ. Airgel ຍັງມີການນໍາຄວາມຮ້ອນແລະດັດຊະນີ refractive ຕ່ໍາຫຼາຍແລະເປັນ insulating 39 ເທົ່າຫຼາຍກ່ວາເສັ້ນໃຍແກ້ວທີ່ດີທີ່ສຸດ. Airgel ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອເຮັດໃຫ້ຄວາມຮ້ອນຂອງສະຖານີອະວະກາດ Mir ຂອງລັດເຊຍແລະ US Mars Pathfinder rover, ແລະໄດ້ມີບົດບາດສໍາຄັນແລ້ວໃນອຸດສາຫະກໍາອະວະກາດ.
ປະຫວັດການພັດທະນາ Airgel
1931, aerogels ໄດ້ຖືກກະກຽມຄັ້ງທໍາອິດໂດຍ Kistler ທີ່ມະຫາວິທະຍາໄລ Stanford, ສະຫະລັດ.
1985, ກອງປະຊຸມຄັ້ງທໍາອິດກ່ຽວກັບ aerogels, ຮູ້ຈັກເປັນ ISA, ໄດ້ຖືກຈັດຕັ້ງໂດຍສະຖາບັນຟີຊິກທີ່ມະຫາວິທະຍາໄລWürzburg, ເຢຍລະມັນ.
1993, aerogels ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອ insulate spacesuits, ຍານອະວະກາດແລະ shuttles ຊ່ອງ.
2002, Aspen Aerogel, ບໍລິສັດ NASA, ໄດ້ຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນເພື່ອພັດທະນາແລະຜະລິດ aerogels.
2004, ການຄົ້ນຄວ້າ airgel ດໍາເນີນການໂດຍສະຖາບັນຄົ້ນຄ້ວາພາຍໃນປະເທດຈີນ.
ປີ 2006, ບໍລິສັດການບິນພາຍໃນປະເທດຂອງຈີນໄດ້ເລີ່ມພັດທະນາເຮືອບິນອາຍພົ່ນ.
2017, ຈີນປະກາດໃຊ້, GB/T 34336-201, ຜະລິດຕະພັນ insulation Airgel Composite Nonporous
ປີ 2021, ສະພາແຫ່ງລັດໄດ້ອອກ “ແຜນການເຄື່ອນໄຫວເພື່ອບັນລຸລະດັບສູງສຸດໃນປີ 2023” ກ່ຽວກັບການເລັ່ງລັດການຄົ້ນຄ້ວາ ແລະ ພັດທະນາເສັ້ນໄຍກາກບອນ, ແອໂຣເຈນ, ເຫຼັກກ້າພິເສດ ແລະ ວັດຖຸພື້ນຖານອື່ນໆ.
ຄຸນສົມບັດຫຼັກຂອງ Aerogels
(1) ແສງສະຫວ່າງສູງສຸດ. Airgel ແມ່ນແຂງທີ່ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນຫນ້ອຍທີ່ສຸດໃນໂລກ, ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນຕໍາ່ສຸດທີ່ຫນຶ່ງສ່ວນຫົກຂອງມວນອາກາດ. ລະດັບຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງການປ່ຽນແປງໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນ 0.001 ~ 1g / cm³.
(2) porosity ສູງແລະພື້ນທີ່ສະເພາະສູງ. porosity ແມ່ນ 80% ~ 99.9%, ພື້ນທີ່ສະເພາະແມ່ນ 200 ~ 1000m2 / g, ແລະຂະຫນາດປົກກະຕິຂອງ pores ແມ່ນ 1 ~ 100nm.
(3) ການສນວນກັນຄວາມຮ້ອນ Super. ໂຄງປະກອບການຂອງເຄືອຂ່າຍ nano-slim ຂອງ aerogel ຈໍາກັດການຂະຫຍາຍພັນຂອງຄວາມຮ້ອນຂອງທ້ອງຖິ່ນຢ່າງມີປະສິດທິພາບ, ແລະການນໍາຄວາມຮ້ອນຂອງສະພາບແຂງຂອງມັນແມ່ນ 2 ~ 3 ຄໍາສັ່ງຂອງຂະຫນາດຕ່ໍາກວ່າວັດສະດຸແກ້ວທີ່ສອດຄ້ອງກັນ.
ຫຼັກການຂອງການສນວນກັນຄວາມຮ້ອນ airgel
ຫຼຸດຜ່ອນການຖ່າຍທອດຄວາມຮ້ອນ: ຈໍານວນອັນເປັນນິດຂອງອະນຸພາກ nanoparticles ໃນ airgel ປະກອບເປັນໂຄງກະດູກຕາຫນ່າງ, ແລະຄວາມຮ້ອນພຽງແຕ່ສາມາດໄຫຼໄປຕາມຈໍານວນທີ່ບໍ່ມີຂອບເຂດຂອງ nanoparticles. ການໄຫຼຂອງຄວາມຮ້ອນພຽງແຕ່ສາມາດດໍາເນີນການຕາມຈໍານວນທີ່ບໍ່ມີຂອບເຂດຂອງ nanoparticles, ສົ່ງຜົນໃຫ້ເສັ້ນທາງເກືອບບໍ່ມີຂອບເຂດຂອງການຖ່າຍທອດຄວາມຮ້ອນໃນແຂງ. ການຖ່າຍທອດຄວາມຮ້ອນໃນແຂງແມ່ນຫຼຸດລົງໃນລະດັບຕໍ່າສຸດທີ່ເປັນໄປໄດ້.
ການຍັບຍັ້ງການພາຄວາມຮ້ອນ : ຂະໜາດຮູຂຸມຂົນໂດຍສະເລ່ຍຂອງແອໂຣເຈວແມ່ນ 20-40 nm, ເຊິ່ງນ້ອຍກວ່າໂມເລກຸນແກັສທີ່ມີຂະໜາດເສລີໂດຍສະເລ່ຍ 69 nm, ແລະໂມເລກຸນແກັສໃນຮູຂຸມຂົນຈະສູນເສຍຄວາມສາມາດໃນການເຄື່ອນທີ່ຢ່າງເສລີ, ເຮັດໃຫ້ການພາຄວາມຮ້ອນເກືອບເປັນໄປບໍ່ໄດ້.
ລັງສີຄວາມຮ້ອນທີ່ຫຼຸດລົງ : ຝາຮູຂຸມຂົນທີ່ປະກອບດ້ວຍອະນຸພາກນາໂນໃນແອໂຣເຈວແມ່ນແຜ່ນປ້ອງກັນອິນຟາເຣດ, ແລະ ຈຳນວນແຜ່ນປ້ອງກັນທີ່ບໍ່ມີຂອບເຂດຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນລັງສີຄວາມຮ້ອນໄດ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.
(4) Catalysis. ຂະຫນາດອະນຸພາກຂະຫນາດນ້ອຍ, ພື້ນທີ່ສະເພາະສູງແລະຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງ airgel ຕ່ໍາເຮັດໃຫ້ກິດຈະກໍາແລະການຄັດເລືອກຂອງ catalysts airgel ສູງກ່ວາ catalysts ທໍາມະດາ, ແລະອົງປະກອບທີ່ຫ້າວຫັນສາມາດກະຈາຍຫຼາຍ uniformly ໃນ carrier, ແລະມັນຍັງມີຄວາມຫມັ້ນຄົງຄວາມຮ້ອນທີ່ດີເລີດ, ເຊິ່ງປະສິດທິພາບສາມາດຫຼຸດຜ່ອນການປະກົດຕົວຂອງປະຕິກິລິຍາຂ້າງຄຽງ.
(5) insulation ສຽງ. ຄຸນສົມບັດຄວາມໄວຂອງສຽງຕ່ໍາຂອງ aerogels ເຮັດໃຫ້ພວກມັນເປັນອຸປະກອນທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບການຊັກຊ້າຂອງສຽງຫຼື insulation ສຽງທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງ. ລະດັບຄວາມປ່ຽນແປງຂອງ impedance acoustic ຂອງ airgel ແມ່ນຂະຫນາດໃຫຍ່ [103 ~ 107kg / (㎡-s)], ເຊິ່ງເປັນອຸປະກອນການຕໍ່ຕ້ານສຽງທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບເຄື່ອງກວດຈັບ ultrasonic. ຄວາມຕ້ານທານສຽງຂອງເຊລາມິກ piezoelectric ທີ່ໃຊ້ສໍາລັບເຄື່ອງກໍາເນີດ ultrasonic ແລະເຄື່ອງກວດຈັບແມ່ນ 1.5 × 107kg / (㎡-s), ໃນຂະນະທີ່ຄວາມຕ້ານທານສຽງຂອງອາກາດແມ່ນພຽງແຕ່ 400kg / (㎡-s). ການນໍາໃຊ້ silicon airgel ທີ່ມີຄວາມຫນາຂອງ 1/4 wavelength ແລະຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງປະມານ 0.3g / cm³ ເປັນອຸປະກອນການຕ້ານການ coupling acoustic ລະຫວ່າງ ceramics piezoelectric ແລະອາກາດສາມາດເພີ່ມຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງໂດຍ 30dB, ປັບປຸງປະສິດທິພາບການສົ່ງຂອງຄື້ນຟອງສຽງແລະຫຼຸດຜ່ອນອັດຕາສ່ວນສັນຍານກັບສຽງລົບກວນໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກອຸປະກອນ.
(6) ປະສິດທິພາບການກັ່ນຕອງ. Nanostructured aerogels ຍັງສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເປັນປະເພດໃຫມ່ຂອງອຸປະກອນການກັ່ນຕອງອາຍແກັສປະສິດທິພາບສູງ. ເນື່ອງຈາກພື້ນທີ່ສະເພາະຂອງມັນຂະຫນາດໃຫຍ່ເປັນພິເສດ, aerogels ໄດ້ຖືກເອີ້ນໂດຍນັກວິທະຍາສາດວ່າ "sponges super" ແລະແມ່ນເຫມາະສົມສໍາລັບການດູດຊຶມມົນລະພິດໃນນ້ໍາ, ດູດເອົາສານຕະກົ່ວແລະ mercury ຈາກນ້ໍາ, ເຮັດໃຫ້ພວກເຂົາເປັນອຸປະກອນທີ່ດີເລີດສໍາລັບການຮັບມືກັບໄພພິບັດທາງນິເວດ.
(7) ຄຸນສົມບັດ optical. Airgel ບໍລິສຸດ SiO₂ ມີຄວາມໂປ່ງໃສ ແລະບໍ່ມີສີ, ແລະດັດຊະນີສະທ້ອນແສງຂອງມັນ (1.006 ~ 1.06) ຢູ່ໃກ້ກັບອາກາດຫຼາຍ, ຊຶ່ງຫມາຍຄວາມວ່າ SiO₂ airgel ເກືອບບໍ່ມີການສູນເສຍການສະທ້ອນຕໍ່ກັບແສງສະຫວ່າງທີ່ຕົກຄ້າງ ແລະສາມາດສົ່ງແສງແດດໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ. ດັ່ງນັ້ນ, ມັນສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອເຮັດໃຫ້ແກ້ວ insulation ແລະຫຼຸດຜ່ອນສຽງ.
ຂໍ້ມູນເພີ່ມເຕີມ ຫຼື ເອກະສານວັນທີດ້ານວິຊາການ ແລະ ເອກະສານຂໍ້ມູນຄວາມປອດໄພຂອງວັດສະດຸ, ກະລຸນາຕິດຕໍ່ພວກເຮົາຜ່ານທາງອີເມວ: [email protected] , ຫຼື ໂທຫາພວກເຮົາໄດ້ທີ່: +86-28-8411-1861.
ຮູບພາບແລະບົດເລື່ອງບາງຢ່າງແມ່ນໄດ້ຮັບການຜະລິດຈາກອິນເຕີເນັດ, ແລະລິຂະສິດເປັນຂອງຜູ້ຂຽນຕົ້ນສະບັບ. ຖ້າມີການລະເມີດໃດໆ, ກະລຸນາຕິດຕໍ່ພວກເຮົາເພື່ອລຶບ.