Аэрогель

Description

Аннотация

Аэрогель является одним из самых поразительных изобретений людей. Аэрогель является легким пористым материалом, многократно упоминающийся в книге рекордов Гиннеса за свои свойства. Слово «аэрогель» в переводе обозначает «замороженный воздух», иногда его переводят как  – «замороженный дым».

Аэрогель

Аэрогель и действительно смотрится в виде застывшего дыма, являясь полупрозрачным, пористым, иногда с небольшим голубым оттенком, как показано на рисунке 1. По ощущениям аэрогель походит на пенопласт либо твердую пену для бритья. Структуру аэрогеля представляют маленькие ячейки, трудно различаемые в микроскопе. Аэрогель является обычным гелем, если не вдаваться в технологию, где газ используют взамен жидкого компонента. Данный материал обладает небывало низкой плотностью – меньше чем у стекла в тысячу раз и выше чем у воздуха в полтора раза, сейчас аэрогель самый легкий твердый материал, который существует на земле.

…

Схожие свойства с  аэрогелями присущи пенопласту. «Перегородки» у аэрогелей формируются из наночастиц, размер которых 2-5 нм, у полых пор размер менее 100 нм. Из этого следует, что аэрогель до 99% является газом, не смотря на то, что обозначается аэрогель в виде твердого вещества. По мнению ученых, из-за пор и «перегородок» — наноразмера внутренней структуры подобных веществ, было бы достаточно аэрогеля объемом один кубический сантиметр, чтобы в «развернутом» состоянии покрыть «перегородками» футбольное поле.

…

Аэрогелям,    благодаря их структуре, присущ набор неповторимых качеств, в виду того, что их прочность похожа на прочность твердых тел, но они ближе к газам по плотности.

…

Новая вспышка заинтересованности к аэрогелям пришлась на недавние годы. В исследовательских организациях США (Беркли, Ливермор), разных лабораториях NASA, других стали формировать множественные новейшие образцы аэрогелей (основа — кремний), демонстрирующие плюсы этих типов материалов.

Теплоизоляция жилых домов аэрогелем находится в разработке и в перспективе. Некоторыми исследователями изучаются возможности применения аэрогеля при утеплении стен, как замену стеклу для окна в виду того, что отдельным образцам геля присуща высокая прозрачность (некоторым присуща легкая голубоватая или желтоватая дымка в зависимости от размера пор, который  преобладает). Аэрогелю присущ небольшой коэффициент преломления — от 1 и 1,05 (оконное стекло обладает преломлением 1,5).

…

Аэрогель является интересным физическим объектом с необыкновенными физическими свойствами. Этому объекту принадлежит скромное место в науке, несмотря на то, что впервые около полувека назад он был получен около полувека назад. Это  обусловлено тем, что добыча аэрогеля является процессом  трудоемким и затратным. Это и является причиной ограниченного использования аэрогеля,  и низкого интереса к аэрогелю, как к физическому объекту.

…

Ему нашлось место во всех случаях, когда необходима высокая степень теплозащиты или теплоудержания:

-теплоизоляция всех строительных конструкций, как в промышленном, так и в гражданском (и частном) жилом строительстве

-высокоэффективная теплозащита любых (и технологических, и бытовых) трубопроводов, обеспечивающих производственный процесс и экономную работу трубопроводов инженерных систем жизнеобеспечения

-не менее эффективную теплоизоляцию резервуаров, емкостей промышленного и бытового назначения, в том числе технологических, со сложными условиями эксплуатации и неправильными геометрическими  формами

Наряду с теплозащитой осуществляет идеальную влагоизоляцию объектов, что в совокупности с его паропроницаемостью позволяет обеспечить надежную защиту объектов и коммуникаций от коррозии и разрушающего воздействия внешней среды, в том числе – агрессивной среды промышленного производства.

 Список использованных источников

[1]. Рыбакова, О. А. Прочная невесомость или аэрогель / О. А. Рыбакова, А. В. Лысенко, В. Б. Алмаметов // Труды Международного симпозиума «Надежность и качество». 2008. Т. 2. № 1. С. 1-3.

[2]. Смирнов, Б. М. Аэрогели / Б. М. Смирнов // Успехи физических наук. 1987. Т. 152. № 1. С. 135-137.

[3]. Аэрогель из графена и углеродных нанотрубок лишен недостатков своих предшественников. // Элементы. [2005-2015]. URL: http://elementy.ru/news/432045?page_design=print. Дата обращения: 22.02.2015.