Аэрогель – идеальный утеплитель для дома. Значение R составляет 10,3 ранда на дюйм. Он имеет очень низкую теплопроводность, низкую плотность и высокую пористость. Большая часть аэрогеля производится из кремнезема (песка) – соединения, которое составляет 59% земной коры – и воздуха. Мертвые воздушные пространства являются основным изолятором в большинстве изоляционных материалов. Изделия из аэрогеля содержат до 99,8% воздуха.
Что такое Аэрогель?
Аэрогель представляет собой твердый гель низкой плотности. Жидкость удаляется и заменяется газом, обычно воздухом. Из-за внешнего вида аэрогель также называют «синим дымом», «сплошным дымом» и «замороженным дымом».
Большая часть аэрогеля состоит из кремнезема, который образует твердую часть вещества. Кремнезем — плохой проводник тепла. Воздух не может двигаться внутри вещества, что препятствует как теплопроводности, так и конвекции. Аэрогель лишь немного тяжелее воздуха. Один кубический метр весит 1,5 килограмма. (35 кубических футов весят 3,3 фунта.)
Цветок лежит на куске кремнеземного аэрогеля, подвешенном над пламенем бунзоновской горелки. Аэрогели обладают прекрасными изоляционными свойствами, и цветок защищен от жара пламени.
Факты об аэрогеле:
Содержит 99,8% воздуха. В 39 раз более изоляционные свойства, чем лучшая изоляция из стекловолокна. В 1000 раз менее плотная, чем стекло. Используется на марсоходе Mars Pathfinder.
Цитата доктора Питера Цоу из Лаборатории реактивного движения НАСА: «Вы можете взять дом с двумя или тремя спальнями, изолировать его аэрогелем и отапливать дом свечой. Но со временем в доме становилось слишком жарко».
Как появился аэрогель
Аэрогель был создан в 1931 году в результате пари между Сэмюэлем Стивенсом Кистлером и Чарльзом Лирндом. Кто мог заменить жидкость в баночке с желе газом и при этом не уменьшить объем? Кистлер выиграл пари.
Сублимационная сушка удаляет жидкость, не вызывая разрушения твердой матрицы геля. Первые аэрогели были изготовлены на основе кремнезема. Кистлер также использовал оксид алюминия, хром и оксид олова. В конце 1980-х годов производители начали использовать углерод для производства аэрогелей. Другие используемые базовые материалы включают оксид железа, медь, золото и углерод.
Использование аэрогеля
Отделы исследований и разработок придумали множество способов применения аэрогеля. Многие из них были разработаны еще до того, как изоляционные материалы стали жизнеспособными.
Использование в строительстве
Недавние достижения в снижении хрупкости аэрогеля делают аэрогель более универсальным изоляционным продуктом. Некоторые из продуктов и применений включают в себя:
Утепление стен. Может использоваться отдельно или ламинироваться минеральной ватой или ДВП для обеспечения повышенной термостойкости. Мансардные окна. Зажат между двумя слоями лексана для улучшения изоляции. Окна. Зажатый между двумя листами стекла, он обеспечивает лучшую изоляцию, чем окна с тройным остеклением. Кроме того, устройства намного легче. Тесные пространства. Может быть упакован в небольшие и узкие полости, такие как пространство между оконными косяками и рамой стены, без потери R-значения. Обертка для труб. Заменяет стекловолоконную пленку. Занимает меньше места и обеспечивает лучшую изоляцию. Тепловой мост. Аэрогель, установленный в виде узких тонких полос на внутренней стороне стоек стены и стропил крыши, увеличивает общее значение R стеновой системы. Гипсокартон. Аэрогель добавляется в гипсокартон для увеличения коэффициента теплопередачи наружных стен. Штукатурка. Штукатурка на основе аэрогеля повышает изоляционную ценность. (Используется при восстановлении исторических зданий для дополнительной изоляции и сохранения внешнего вида.) Одеяла для оборудования. Предотвращают рассеивание тепла и обеспечивают звукоизоляцию.
Другие применения аэрогеля
Аэрогель используется во многих продуктах, некоторые из них кажутся немного странными. Вот некоторые из них.
Теннисные ракетки. Краски. Косметика. Одежда и одеяла. Скафандры и водолазные костюмы. Поглощение разливов химикатов. Доставка наркотиков. Противообледенительная обработка самолетов. Термоядерные боеголовки. Многие другие.
Преимущества аэрогеля:
К преимуществам аэрогеля как изоляционного продукта относятся:
Лучшая теплоизоляция. Звукопоглощение. Осушитель. Огнестойкий. Водопроницаемость. Гидрофобный. Высокие водоотталкивающие характеристики. Уменьшает коррозию в условиях высокой влажности и морской среды. В то же время аэрогель пропускает через себя пар. Монтаж. Простая установка. Режет канцелярским ножом. Можно снять и заменить без повреждений. Долговечность. Не комкуется, не провисает и не трескается. Имеет более длительный срок службы. Экономит пространство. Занимает меньше площади, чем традиционные изоляционные материалы.
Недостатки аэрогеля:
Аэрогель может быть идеальным изоляционным материалом, но у него есть несколько проблем. Это не новое изобретение, но изоляционная промышленность не спешила принять его и понять, как эффективно его использовать. Коммерческий интерес пошел на убыль примерно в 1970 году. Возрождение аэрогеля началось в 1980-х годах, когда НАСА использовало этот продукт и истечение срока действия некоторых патентов.
Расходы. Около 2,30 доллара за квадратный фут при толщине 5 мм. Доступность. Аэрогель производится небольшими партиями, что ограничивает массовое распространение. Его нельзя приобрести в крупных магазинах строительных материалов. Хрупкость. Не выдерживает напряжения. Дыхательная. Возможны проблемы с верхними дыхательными путями. СИЗ. При работе с аэрогелем используйте средства индивидуальной защиты, включая респиратор и перчатки.
Производство аэрогеля
Все эти проблемы решаются производителями, и регулярно анонсируются улучшения. Такие инновации, как нанесение аэрогеля на изоляционные материалы, такие как минеральная вата, гипсокартон и плитка, уже доступны.
Европейский Союз и Великобритания стандартизируют рекомендации по использованию аэрогелей. Плотность населения и перегруженность строительных площадей приводят к большему использованию более качественных изоляционных и звукоизоляционных материалов.
В число ведущих мировых производителей аэрогеля входят:
Aspen Aerogels Airgel Technologies Svenska Airgel Holding AB Green Earth Airgel Technologies Cabot Corporation
Если вам понравилась наша страница, поделитесь с друзьями & Фейсбук