Aerożel to idealna izolacja domu. Wartość R R-10,3 na cal. Ma bardzo niską przewodność cieplną, niską gęstość i wysoką porowatość. Większość aerożeli jest wytwarzana z krzemionki (piasku) – związku stanowiącego 59% skorupy ziemskiej – i powietrza. W większości izolacji głównym izolatorem są martwe przestrzenie powietrzne. Produkty aerożelowe zawierają aż 99,8% powietrza.
Co to jest aerożel?
Aerożel to stały żel o niskiej gęstości. Ciecz usuwa się i zastępuje gazem – zwykle powietrzem. Aerożel ze względu na swój wygląd nazywany jest także „niebieskim dymem”, „stałym dymem” i „zamrożonym dymem”.
Większość aerożeli składa się z krzemionki, która stanowi stałą część substancji. Krzemionka jest słabym przewodnikiem ciepła. Powietrze nie może poruszać się wewnątrz substancji, co zapobiega zarówno przewodzeniu ciepła, jak i konwekcji. Aerożel jest tylko nieznacznie cięższy od powietrza. Jeden metr sześcienny waży 1,5 kilograma. (35 stóp sześciennych waży 3,3 funta)
Kwiat spoczywający na kawałku aerożelu krzemionkowego zawieszonego nad płomieniem palnika Bunsena. Aerożele mają doskonałe właściwości izolacyjne, a kwiat jest chroniony przed ciepłem płomienia.
Fakty o aerożelu:
99,8% Powietrze 39 razy lepsza izolacja niż najlepsza izolacja z włókna szklanego 1000 razy mniejsza gęstość niż szkło Stosowany w łaziku Mars Pathfinder
Cytat dr Petera Tsou z Laboratorium Napędów Odrzutowych NASA: „Można wziąć dom z dwiema lub trzema sypialniami, zaizolować go aerożelem i ogrzać go świecą. Ale w końcu w domu zrobiło się za gorąco”.
Jak powstał aerożel
Aerogel powstał w 1931 roku w wyniku zakładu pomiędzy Samuelem Stephensem Kistlerem i Charlesem Learnedem. Kto mógłby zastąpić płyn w słoiku z galaretką gazem i nie zmniejszyć objętości? Kistler wygrał zakład.
Liofilizacja usuwa ciecz, nie powodując zapadania się stałej matrycy żelu. Pierwsze aerożele wytwarzano na bazie krzemionki. Kistler stosował także tlenek glinu, chrom i tlenek cyny. Pod koniec lat 80. producenci zaczęli wykorzystywać węgiel do produkcji aerożeli. Inne użyte materiały podstawowe obejmują tlenek żelaza, miedź, złoto i węgiel.
Zastosowanie aerożelu
Działy badawczo-rozwojowe wymyśliły wiele zastosowań aerożelu. Wiele z nich, zanim produkty izolacyjne stały się opłacalne.
Zastosowanie budowlane
Ostatnie postępy w zmniejszaniu kruchości aerożelu sprawiają, że aerożel jest bardziej wszechstronnym produktem izolacyjnym. Niektóre produkty i zastosowania obejmują:
Izolacja ścian. Może być stosowany samodzielnie lub laminowany z wełną mineralną lub płytą pilśniową, aby zapewnić lepszą odporność termiczną. Świetliki. Umieszczona pomiędzy dwiema warstwami Lexanu dla lepszej izolacji. Okna. Umieszczone pomiędzy dwiema taflami szkła zapewnia lepszą izolację niż okna z potrójnymi szybami. Jednostki są również znacznie lżejsze. Ciasne przestrzenie. Można go pakować w małe i wąskie wnęki, takie jak przestrzeń między ościeżami okiennymi a ramą ściany, bez utraty wartości R. Owijka na rurę. Zastępuje folię z włókna szklanego. Zajmuje mniej miejsca i zapewnia lepszą izolację. Mostki termiczne. Zainstalowany w postaci wąskich, cienkich pasków na wewnętrznej powierzchni słupków ściennych i krokwi dachowych, aerożel zwiększa ogólną wartość R systemu ściennego. Płyta gipsowo-kartonowa. Aerożel dodaje się do płyt kartonowo-gipsowych w celu zwiększenia wartości R ściany zewnętrznej. Gips. Tynk na bazie aerożelu zwiększa wartość izolacyjną. (Stosowane podczas renowacji budynków historycznych w celu dodania izolacji przy jednoczesnym zachowaniu ich wyglądu.) Koce na sprzęt. Zapobiegaj rozpraszaniu ciepła i zapewniaj izolację akustyczną.
Inne zastosowania aerożelu
Aerożel jest stosowany w wielu produktach – niektóre z nich wydają się trochę dziwne. Tu jest kilka.
Rakiety tenisowe. Malatura. Kosmetyki. Odzież i koce. Kombinezony kosmiczne i kombinezony do nurkowania. Absorpcja wycieków chemicznych. Dostawa narkotyków. Odladzanie samolotów. Głowice termojądrowe. Wiele innych.
Korzyści z aerożelu:
Zalety aerożelu jako produktu izolacyjnego obejmują:
Najlepsza izolacja termiczna. Pochłanianie dźwięku. Środek osuszający. Ognioodporne. Przepuszczalna dla wody. Hydrofobowy. Wysokie właściwości hydrofobowe. Zmniejsza korozję w środowisku o wysokiej wilgotności i środowisku morskim. Jednocześnie aerożel przepuszcza parę wodną. Instalacja. Łatwa instalacja. Cięcia nożem uniwersalnym. Można go zdjąć i wymienić bez uszkodzeń. Trwałość. Nie zbryla się, nie zwisa ani nie pęka. Ma dłuższą żywotność. Oszczędza miejsce. Zajmuje mniej miejsca na podłodze niż tradycyjne materiały izolacyjne.
Wady aerożelu:
Aerożel może być idealnym materiałem izolacyjnym, ale wiąże się z kilkoma problemami. Nie jest to nowy wynalazek, ale przemysł izolacyjny powoli go przyjmował i nie zastanawiał się, jak skutecznie go wykorzystać. Zainteresowanie komercyjne osłabło około 1970 r. Odrodzenie aerożelu rozpoczęło się w latach 80. XX wieku wraz z zastosowaniem produktu przez NASA i wygaśnięciem niektórych patentów.
Koszt. Około 2,30 dolara za stopę kwadratową przy grubości 5 mm. Dostępność. Aerożel produkowany jest w małych partiach, co ogranicza rozkład masy. Nie jest dostępny w dużych sklepach z artykułami budowlanymi. Kruchość. Nie wytrzymuje napięcia. Oddechowy. Możliwość problemów z górnymi drogami oddechowymi. ŚOI. Podczas pracy z aerożelem należy używać środków ochrony osobistej, w tym respiratora i rękawiczek.
Produkcja aerożelu
Producenci zajmują się wszystkimi tymi problemami i regularnie ogłaszają ulepszenia. Innowacje, takie jak laminowanie aerożelu na produktach izolacyjnych, takich jak wełna mineralna, płyty gipsowo-kartonowe i płytki, są już dostępne.
Unia Europejska i Wielka Brytania standaryzują wytyczne dotyczące aerożeli. Gęstość zaludnienia i zatłoczone obszary budowlane prowadzą do większej zależności od lepszych produktów izolacyjnych i dźwiękoszczelnych.
Do czołowych światowych producentów aerożeli należą:
Aspen Aerogels Aerogel Technologies Svenska Airgel Holding AB Green Earth Aerogel Technologies Cabot Corporation
Jeśli podoba Ci się nasza strona, udostępnij ją swoim znajomym & Facebook