Airgel on täydellinen kodin eristys. R-arvo R-10,3 tuumaa kohti. Sillä on erittäin alhainen lämmönjohtavuus, pieni tiheys ja korkea huokoisuus. Suurin osa aerogeelistä valmistetaan piidioksidista (hiekasta) – yhdisteestä, joka muodostaa 59 % maankuoresta – ja ilmasta. Kuolleet ilmatilat ovat useimpien eristeiden pääeriste. Airgel-tuotteet sisältävät jopa 99,8 % ilmaa.
Mikä on Aerogel?
Airgel on matalatiheyksinen kiinteä geeli. Neste poistetaan ja korvataan kaasulla – yleensä ilmalla. Airgeeliä kutsutaan myös "siniseksi savuksi", "kiinteäksi savuksi" ja "jäätyneeksi savuksi" sen ulkonäön vuoksi.
Suurin osa aerogeelistä on valmistettu piidioksidista, joka muodostaa aineen kiinteän osan. Piidioksidi on huono lämmönjohdin. Ilma ei voi liikkua aineen sisällä, mikä estää sekä lämmön johtumisen että konvektion. Airgeeli on vain hieman ilmaa raskaampaa. Yksi kuutiometri painaa 1,5 kiloa. (35 kuutiojalkaa painaa 3,3 paunaa.)
Kukka, joka lepää silikaaerogeelipalalla, joka on ripustettu Bunsen-polttimen liekin päälle. Aerogeeleillä on erinomaiset eristysominaisuudet, ja kukka on suojattu liekin lämmöltä.
Airgel-faktaa:
99,8 % ilmaa 39 kertaa paremmin eristävä kuin paras lasikuitueriste 1 000 kertaa vähemmän tiheä kuin lasi Käytetty Mars Pathfinderin roverissa
Lainaus tohtori Peter Tsoulta NASAn Jet Propulsion Laboratorysta: "Voit ottaa kahden tai kolmen makuuhuoneen talon, eristää sen aerogeelillä ja lämmittää taloa kynttilällä. Mutta lopulta talosta tulee liian kuuma."
Kuinka Airgel tapahtui
Airgel luotiin vuonna 1931 Samuel Stephens Kistlerin ja Charles Learnedin välisen vedon tuloksena. Kuka voisi korvata hyytelöpurkissa olevan nesteen kaasulla ja olla vähentämättä tilavuutta? Kistler voitti vedon.
Pakastekuivaus poistaa nesteen aiheuttamatta geelin kiinteän matriisin romahtamista. Ensimmäiset aerogeelit valmistettiin piidioksidipohjasta. Kistler käytti myös alumiinioksidia, kromia ja tinaoksidia. 1980-luvun lopulla valmistajat alkoivat käyttää hiiltä aerogeelien valmistukseen. Muita käytettyjä perusmateriaaleja ovat rautaoksidi, kupari, kulta ja hiili.
Airgeelin käyttötarkoitukset
Tutkimus- ja kehitysosastot ovat keksineet useita käyttötarkoituksia aerogeelille. Monet niistä ovat tulleet käyttökelpoisiksi.
Rakennuskäyttö
Viimeaikaiset edistysaskeleet aerogeelin haurauden vähentämisessä tekevät airgeelistä monipuolisemman eristystuotteen. Joitakin tuotteita ja käyttötarkoituksia ovat mm.
Seinien eristys. Voidaan käyttää itsenäisesti tai laminoituna mineraalivillalle tai kuitulevylle parantamaan lämmönkestävyyttä. Kattoikkunat. Levitetty kahden Lexan-kerroksen väliin parantamaan eristystä. Windows. Kahden lasilevyn välissä se tarjoaa paremman eristysarvon kuin kolminkertaiset ikkunat. Yksiköt ovat myös paljon kevyempiä. Tiukat tilat. Voidaan pakata pieniin ja kapeisiin onteloihin, kuten ikkunan karmien ja seinäkehyksen väliseen tilaan menettämättä R-arvoa. Putken kääre. Korvaa lasikuitukääreen. Vie vähemmän tilaa ja tarjoaa paremman eristysarvon. Lämpösilta. Asennettuna kapeina ohuina nauhoina seinäpulttien ja kattopalkkien sisäpuolelle, aerogeeli nostaa seinäjärjestelmän yleistä R-arvoa. Kipsilevy. Airgeeliä lisätään kipsilevyyn ulkoseinän R-arvon lisäämiseksi. Kipsi. Aerogeelipohjainen kipsi lisää eristysarvoa. (Käytetään kunnostettaessa historiallisia rakennuksia eristämään lisäämään ulkonäköä säilyttäen.) Varusteet Peitot. Estä lämmön haihtumista ja takaa äänieristyksen.
Muut Airgel-sovellukset
Airgeliä käytetään monissa tuotteissa – osa niistä tuntuu hieman oudolta. Tässä on muutamia.
Tennismailat. Maalit. Kosmetiikka. Vaatteet ja peitot. Avaruuspuvut ja sukelluspuvut. Kemiallisten roiskeiden imeytyminen. Lääketoimitus. Lentokoneiden jäänpoisto. Lämpöydinkärjet. Monet muut.
Airgelin edut:
Airgeelin etuja eristystuotteena ovat:
Paras lämpöeristys. Äänen absorptio. Kuivausaine. Tulenkestävä. Vettä läpäisevä. Hydrofobinen. Korkeat vettä hylkivät ominaisuudet. Vähentää korroosiota korkeassa kosteudessa ja meriympäristöissä. Samalla aerogeeli päästää höyryn kulkemaan sen läpi. Asennus. Helppo asennus. Leikkaa käyttöveitsellä. Voidaan poistaa ja vaihtaa vaurioitta. Kestävyys. Ei paakkuunnu, painu tai halkeile. Sillä on pidempi käyttöikä. Säästää tilaa. Käyttää vähemmän lattiatilaa kuin perinteiset eristemateriaalit.
Airgelin haitat:
Airgel voi olla täydellinen eristysmateriaali, mutta siinä on muutamia ongelmia. Se ei ole uusi keksintö, mutta eristysteollisuus oli hidas ottamaan sen käyttöön ja keksimään, kuinka sitä voidaan käyttää tehokkaasti. Kaupallinen kiinnostus hiipui vuoden 1970 tienoilla. Aerogelin elpyminen alkoi 1980-luvulla, kun NASA käytti tuotetta ja joidenkin patenttien voimassaolo päättyi.
Kustannus. Noin 2,30 dollaria neliöjalkaa kohti 5 mm:n paksuudella. Saatavuus. Airgeeliä valmistetaan pienissä erissä – rajoittaen massajakaumaa. Sitä ei ole saatavana suurista rakennustarvikkeiden myyntipisteistä. Hauraus. Ei kestä jännitystä. Hengitys. Mahdollinen ylempien hengitysteiden ongelmiin. PPE. Käytä henkilökohtaisia suojavarusteita, mukaan lukien hengityssuojainta ja käsineitä, kun käsittelet aerogeeliä.
Airgeelien valmistus
Valmistajat käsittelevät kaikkia näitä ongelmia, ja parannuksista ilmoitetaan säännöllisesti. Innovaatioita, kuten aerogeelin laminointi eristetuotteisiin, kuten mineraalivillaan, kipsilevyyn ja laattoihin, on jo saatavilla.
Euroopan unioni ja Britannia ovat standardoimassa aerogeeliohjeita. Väestötiheys ja ruuhkaiset rakennusalueet lisäävät riippuvuutta paremmista eristys- ja äänieristystuotteista.
Jotkut maailman suurimmista aerogeelien valmistajista ovat:
Aspen Aerogels Airgel Technologies Svenska Airgel Holding AB Green Earth Airgel Technologies Cabot Corporation
