Airgel on ideaalne kodu isolatsioon. R-väärtus R-10,3 tolli kohta. Sellel on väga madal soojusjuhtivus, madal tihedus ja kõrge poorsus. Enamik aerogeele on valmistatud ränidioksiidist (liivast) – ühendist, mis moodustab 59% maakoorest – ja õhust. Surnud õhuruumid on enamiku isolatsioonide peamiseks isolaatoriks. Airgel tooted sisaldavad kuni 99,8% õhku.
Mis on Aerogel?
Airgel on madala tihedusega tahke geel. Vedelik eemaldatakse ja asendatakse gaasiga, tavaliselt õhuga. Aerogeeli nimetatakse selle välimuse tõttu ka "siniseks suitsuks", "tahkeks suitsuks" ja "külmunud suitsuks".
Enamik aerogeeli on valmistatud ränidioksiidist, mis moodustab aine tahke osa. Räni on halb soojusjuht. Õhk ei saa aine sees liikuda, takistades nii soojusjuhtivust kui ka konvektsiooni. Aerogeel on õhust vaid veidi raskem. Üks kuupmeeter kaalub 1,5 kilogrammi. (35 kuupjalga kaalub 3,3 naela.)
Lill, mis toetub ränidioksiidi aerogeeli tükile, mis ripub Bunseni põleti leegi kohale. Aerogeelidel on suurepärased isoleerivad omadused ja lill on kaitstud leegi kuumuse eest.
Airgeli faktid:
99,8% Õhk 39 korda isoleerivam kui parim klaaskiust isolatsioon 1000 korda vähem tihe kui klaas Kasutatakse Mars Pathfinderi kulguril
NASA Jet Propulsion Laboratory doktor Peter Tsou tsitaat: „Võite võtta kahe või kolme magamistoaga maja, isoleerida selle aerogeeliga ja soojendada maja küünlaga. Kuid lõpuks läks maja liiga kuumaks.
Kuidas Airgel juhtus
Airgel loodi 1931. aastal Samuel Stephens Kistleri ja Charles Learnedi kihlveo tulemusena. Kes suudaks tarretisepurgi vedeliku gaasiga asendada ja mahtu mitte vähendada? Kistler võitis kihlveo.
Külmkuivatamine eemaldab vedeliku, põhjustamata geeli tahke maatriksi kokkuvarisemist. Esimesed aerogeelid valmistati ränidioksiidi baasil. Kistler kasutas ka alumiiniumoksiidi, kroomi ja tinaoksiidi. 1980. aastate lõpus hakkasid tootjad aerogeelide tootmiseks kasutama süsinikku. Muud kasutatud alusmaterjalid on raudoksiid, vask, kuld ja süsinik.
Aerogeeli kasutusalad
Teadus- ja arendusosakonnad on aerogeeli jaoks välja pakkunud mitmeid kasutusviise. Paljud neist olid enne isolatsioonitoodete elujõuliseks muutumist.
Ehituskasutus
Hiljutised edusammud aerogeeli rabeduse vähendamisel muudavad aerogeeli mitmekülgsemaks isolatsioonitooteks. Mõned tooted ja kasutusalad hõlmavad järgmist:
Seinte isolatsioon. Saab kasutada iseseisvalt või lamineerida mineraalvillale või puitkiudplaadile, et tagada parem soojustakistus. Katuseaknad. Paigutatud kahe Lexani kihi vahele, et parandada isolatsiooni. Windows. Kahe klaasikihi vahele asetatuna tagab see parema isolatsiooniväärtuse kui kolmekordse klaasiga aknad. Ühikud on ka palju kergemad. Kitsad ruumid. Saab pakkida väikestesse ja kitsastesse õõnsustesse, näiteks akna lengide ja seinaraamide vahele, ilma R-väärtust kaotamata. Toru mähis. Asendab klaaskiudümbrist. Võtab vähem ruumi ja tagab parema isolatsiooniväärtuse. Soojussild. Kitsaste õhukeste ribadena seinanaastude ja katusesarikate siseküljele paigaldatuna suurendab aerogeel seinasüsteemi üldist R-väärtust. Kipsplaat. Aerogeeli lisatakse kipsplaadile, et suurendada välisseina R-väärtust. Kips. Aerogeelil põhinev krohv suurendab isolatsiooni väärtust. (Kasutatakse ajalooliste hoonete taastamisel isolatsiooni lisamiseks, säilitades samal ajal välimuse.) Varustus Tekid. Vältige soojuse hajumist ja tagage heliisolatsioon.
Muud aerogeeli rakendused
Airgeeli kasutatakse paljudes toodetes – mõned neist tunduvad veidi kummalised. Siin on mõned.
Tennisereketid. Värvid. Kosmeetika. Riided ja tekid. Kosmoseülikonnad ja sukeldumisülikonnad. Kemikaalide lekke neeldumine. Ravimi kohaletoimetamine. Lennukite jäätõrje. Termotuumalõhkepead. Paljud teised.
Airgeli eelised:
Aerogeeli eelised isolatsioonitootena hõlmavad järgmist:
Parim soojusisolatsioon. Heli neeldumine. Kuivatusaine. Tulekindel. Vett läbilaskev. Hüdrofoobne. Kõrged vetthülgavad omadused. Vähendab korrosiooni kõrge niiskusega ja merekeskkonnas. Samal ajal laseb aerogeel sellest auru läbi. Paigaldamine. Lihtne paigaldus. Lõikab tarbenoaga. Võimalik eemaldada ja asendada kahjustamata. Vastupidavus. Ei lähe kokku, ei vaju ega pragune. Sellel on pikem kasutusiga. Säästab ruumi. Kasutab vähem põrandapinda kui traditsioonilised isolatsioonimaterjalid.
Airgeli puudused:
Airgel võib olla ideaalne isolatsioonimaterjal, kuid sellel on mõned probleemid. See ei ole uus leiutis, kuid isolatsioonitööstus võttis selle kasutusele ja mõtles välja, kuidas seda tõhusalt kasutada. Kaubandushuvi kahanes 1970. aasta paiku. Aerogeli taaselustamine algas 1980. aastatel, kui NASA kasutas toodet ja mõnede patentide kehtivusaeg lõppes.
Maksumus. Umbes 2,30 dollarit ruutjala kohta 5 mm paksuse puhul. Kättesaadavus. Airgeeli valmistatakse väikeste partiidena – piirab massijaotust. Seda ei saa suurtest ehituskauplustest. Haprus. Ei talu pinget. Hingamisteede. Võimalik ülemiste hingamisteede probleeme. IKV. Kasutage aerogeeli käsitsemisel isikukaitsevahendeid, sealhulgas respiraatorit ja kindaid.
Airgeeli tootmine
Kõigi nende probleemidega tegelevad tootjad ja täiustustest teatatakse regulaarselt. Sellised uuendused nagu aerogeeli lamineerimine isolatsioonitoodetele, nagu mineraalvill, kipsplaat ja plaadid, on juba saadaval.
Euroopa Liit ja Suurbritannia standardiseerivad aerogeeli juhiseid. Rahvastikutihedus ja ülekoormatud ehituspiirkonnad toovad kaasa suurema sõltuvuse parematest isoleerivatest ja heliisoleerivatest toodetest.
Mõned maailma suurimad aerogeelitootjad on järgmised:
Aspen Aerogels Airgel Technologies Svenska Airgel Holding AB Green Earth Airgel Technologies Cabot Corporation
Kui teile meeldib meie leht, jagage seda oma sõpradega & Facebook