بازدیدها: 120
آیروژل
آیروژل ) Aerogel ( یک ماده ای با پایین ترین جرم مخصوص در میان مواد جامد است.این ماده از یک ژل بدست می آید که در آن قسمت مایع با گازجایگزین می شود .هواژل در فرهنگ عامیانه مردم تحت نامهای دیگری همچون دود منجمد، دود جامد ، هوای جامد یا دود آبی شناخته میشود که ایننامگذاریها به دلیل ظاهر شفاف و نحو پخش نور این ماده است.این ماده توانایی تحمل بار دو هزار برابر وزن خود را دارد و دارای هدایت حرارتی فوقالعاده پایین میباشد.ماده ای بسیار مناسب برای جلوگیری از اتلاف انرژی و حرارت از ساختمانها است.آیروژل،امواج صوتی را هم به سختی از خود عبور میدهد و باتوجه به اینکه ۴۴,۱ درصد آن هواست،نور به راحتی از آن عبور میکند و کاملا شفاف به نظر میرسد.دمای ذوب این ماده ۱۰۲۲ درجه سانتیگراد میباشد.می توان گفت آیروژل تنها ترکیب مناسب برای ایزوله کردن و عایق حرارتی است که در حال حاضر قابلیت آن روشن و واضح است.فرایند تولید آیروژل شام ل استخراج بخش مایع با استفاده از روش خشکاندن فوق بحرانی است و آیروژل سبکترین چگالی ممکن را در بین مواد جامد دارد که تنها سهبرابر هوا میباشد.با توجه به ویژگیهای بالا،این ماده پانزده رکورد گینس را برای خود ثبت کرده است.پس میتوان نتیجه گرفت که آیروژل را بعنوان یک مادهضروری در آینده نه تنها در ساخت و ساز و مهندسی،بلکه در بسیاری از علوم، کاربرد بسیاری خواهد داشت.بر اساس اطلاعات این مقاله،آینده استفاده از آیروژل بعنوان یک ماده در جداره عایق حرارتی باعث کاهش قابل ملاحظه ضریب انتقال حرارتی در روکش کاری لایه سبک وزن خواهد شد،قابل تامل است.حتی رنگ مایل به آبی آیروژل همیشه چیز بدی نیست و میتوان از آن در استخرهای سرپوشیده استفاده کرد و برای اولین بار توسط ساموئل استفنز درسال ۱۴۳۱ ایجاد شد.استفاده از این ماده از دهه ۱۴۴۲ توسط سازمان ملی هوانوردی و فضایی آمریکا )ناسا( با سیلیکون بعنوان یک کار عملی و انجامشده،آغاز شد.مسئولین ناسا از هواژل به منظور جلوگیری از یخزدگی ربات مریخ نورد در شبهای سیاره بهرام از این ماده استفاده کردند.در حال حاضر،آیروژل بر اساس اکسید سیلیکا،کربن.اکسید آلومینیوم و … موجود است. ارزش انرژی در حال افزایش است و آیروژل که ماده ای بیضرر است بنظر میرسد یک ماده جایگزین جالب در آینده با توانایی کاهش ضخامت عایق های حرارتی در حدود یک سوم است.بطور کلی در جهان تصمیم گرفته شده است در سالهای آتی مصرف انرژی برای گرم کردن ساختمان کاهش پیدا کند و برای رسیدن به این هدف از مواد عایق در ساختمان استفاده شود،مواد عایق معمولی مانند پلی استایرن ) EPS ( ،ضخامت زیادی به مساحت ساختمان اضافه می کند و همچنین در مقابل مواد عایق با کارایی بالا و ضخامت نازک که در سالهای اخیر به بازار معرفی شدند،بازده خوبی ندارند.اکنون از آ یروژل در صنایع فضایی،شیمیایی و ورزشی استفاده شده است اما استفاده چندانی در صنعت ساختمان نداشته استیکی از عوامل تاثیر گذار هزینه بالای آن میباشد.به هر حال،استفاده از مواد عایق با کارایی بالا و ضخامت کم یک راه حل مهم و عملی برای کاهش انرژی مصرفی میب اشد.این مواد فرصتهای جدیدی برای معماران و مهندسین برای طراحی انرژی های کارآمد در صنعت ساختمان میدهد .
املاک اینترنتی رویال هوم
خواص نوری
خواص نوری ایروژلها به شرط تولید بستگی دارد. این مواد در روشنایی به رنگ زرد و در تاریکی آبی دیده میشود. روش‌های مختلف حذف آب یا رطوبت از ساختار ایروژل هاو شرایط واکنش از جمله پارامترهای مهم و مؤثر در خاصیت نوری ایروژل هامطرح هستند.
خواص مکانیکی:شکنندگی انعطاف‌پذیری و پایداری ابعاد از جمله پارامترهای مهم در خواص مکانیکی ایروژلها هستند. فشار الاستیک در ایروژلها در حدود۴–۲درصدواستحکام کششی نیز در حدود ۰٫۰۲N/mm2است. ایروژل‌هایی که از طریق کاتالیزور اسیدی یا خنثی تهیه می‌شوند نسبت به ایروژل‌هایی که به وسیله کاتالیزور بازی سنتز میشود دو برابر سفتی بیشتری دارند.
هدایت گرمایی
هدایت گرمایی ایروژلها تابعی از پارامترهایی است:۱-انتقال گرما به وسیله فاز جامد ۲-انتقال گرما به وسیله فاز گازی ۳-انتقال گرما به وسیله بازتابش.
هدایت گرمایی فازجامد با افزایش چگالی افزایش می‌یابد. در حالی که هدایت گرمایی فاز گازی با افزایش چگالی کاهش می‌یابد و انتقال گرما از طریق تشعشع مستقل از چگالی ایروژل هاست. کمترین هدایت گرمایی ایروژلها در چگالی۰٫۱۵g/cm3 است.
دیواره‌های شفاف
ایروژلها به شدت اشعه فرو سرخ راجذب می‌کنند و کمترین ضریب هدایت گرمایی در میان جامدها را دارا میباشد که از آن‌ها به عنوان یک عایق حرارتی شفاف استفاده میشود که مانعی برای انتقال نور خورشید و انتقال حرارت مناسب است. %۹۱ از تابش ورودی در سطح زمین نهفته است که طول موج‌های ۴۰۰–۲۰۰ نانومتر میباشد که در آن شفافیت ایروژلها کمتر از شیشه معمولی است. با این وجود در مقایسه با شیشه ایروژلها یک عایق حرارتی منحصر به فردند که برای تجمع کارامد تر انرژی خورشیدی و حفظ گرمای ارائه شده از سیستم‌های گرمایشی استفاده می‌شوند.
املاک اینترنتی رویال هوم
کاربردهای ساختمانی
ویژگی برجستهٔ ایروژلها باعث میشود تا در ساختمانها نیز مورد استفاده قرار گیرند. هدایت گرمایی کم و شفافیت ایروژلها باعث میشود تا در سقف‌ها پنجره‌ها و پوشش‌های کلکتور خورشیدی کاربرد داشته باشد. ویژگیهای صوتی ایروژلها آن‌ها را تبدیل به عایق‌های صوتی خوبی کرده‌است. صفحهٔ ایروژل با پراکندگی بهبود قابل توجهی در خاصیت عایق صوتی نشان میدهد. بوراتی و مورتی با ترکیب چندین نوع شیشه با ایروژلها گرانولی و یکپارچه هشت نمونه ساختند.نتایج نشان داد که انتقال نور ایروژل یکپارچه بهتر از ایروژل گرانولی است. هم چنین نشان داد که ایروژل گرانولی خاصیت عایق صوتی ساختمان را بهبود می‌بخشد. اندازه‌گیری‌های صوتی نشان داد که ضریب عایق صوتی Rبرای پنجره‌هایی که فضای میانی شان ایروژل است ۳دسی بل بیشتر از پنجره‌های مشابهی است که در فضای میانی شان هوا وجود دارد. جیبیات و همکارانش ویژگیهای صوتی ایروژل سیلیسی استوانه‌ای را در محدودهٔ شنوایی و ما فوق صوت مورد بررسی قرار دادند. اندازه‌گیری‌های سرعت برای فرکانس‌های ما فوق صوت پایین نشان دادند که ایروژلها با چگالی کم می‌توانند تضعیف غیرمنتظره‌ای در باندهای فرکانسی تعریف شده داشته باشد. اما اندازه‌گیری امپدانس صوتی نمونه‌ها در محدودهٔ شنیداری نشان داد که نتایج وابسته به شکل هندسی یا شرایط مرزی اعمال شده ذر نمونه‌ها است.
کاربردهای آکوستیک
ایروژل هاامپدانس آکوستیک بسیار پایینی دارند و به عنوان کاندیدای مناسبی برای ساخت تجهیزات جاذب صدا و ضربه مطرح هستند. کارایی عایق آکوستیکی کامپوزیت‌های سیلیکاایروژل محدوده فرکانس پایین بسیار عالی است.
کاربرد کاتالیزوری
اکسیدهایی که برای عملکرد کاتالیزوری مناسب باشد به فرم ایروژل می‌توانند سنتز شوند. ایروژلها به صورت پودر گرانول و ساختار مونولیت (این مونولیت که در واقع بستری با سطح ویژه زیاد برای قرارگیری مواد کاتالیزوری است معمولاً به شکل استوانه‌ای با سطح مقطع دایره یا بیضی است) می‌توانند تهیه شوند. کاربرد کاتالیزوری این ترکیبات از سال۱۹۷۴مورد تحقیق و بررسی بوده‌است. برخی از واکنش‌هایی که ایروژلها نقش کاتالیزوری ایفا کرده‌است عبارت است از:نیترو اکسیداسیون هیدرو کربن‌ها به نیتریلها-هیدروژناسیون نیترو بنزن‌ها به انیلین وکاتالیزور احتراق در اگزوز اتومبیل.
کاربردهای الکتریکی والکترونیکی
ایروژل‌های کربنی گزینهٔ مناسبی جهت استفاده در ساختار الکترودهای باتری‌ها و حسگر خازن‌ها هستند زیرا مقاومت الکتریکی پایینی از خودشان نشان می‌دهند. بالا بردن مساحت سطح در واحد حجم ایروژلها باعث میشود تا بار الکتریکی بیشتری ذخیره شود و این عملکرد برای حسگرهای خازن بسیار مناسب است. ایروژل‌های آلی و ایروژل‌های از نوع اکسید فلزی مواد بسیار مناسبی برای کاربردهای دی الکتریک پایین هستند و میتوان ازآنها در تهیهٔ عایق‌های ولتاژ بالا استفاده نمود فیلم‌های ایروژل نیز برای ساخت میکرو الکترونیک‌ها مناسب هستند. خاصیت دی الکتریک پایین ایروژلها باعث بالا رفتن سرعت مدارهای الکترونیکی میشود و همچنین ثابت دی الکتریک ایروژلها قابل کنترل است زیرا با کنترل درجه تخلخل و چگالی این مواد می‌توانند ثابت دی الکتریک را نیز به دلخواه تغییر داد.
کاربرهای اپتیکی
مکان استفاده از ایروژلها در محدوده طول موج ۱۰۰–۲۰ نانومتر به عنوان فیلترهای نوری وجود دارد. همچنین درساختار لیزرها و منابع نور رادیو لومینسانس نیز کاربرد دارد. فیلم‌های ایروژل می‌توانند به عنوان پوشش اپتیک بر روی سلول‌های خورشیدی نصب شوند زیرا ضریب شکست پایینی دارند در ضمناین فیلم‌ها را به لایه خارجی فیبرهای نوری نیز اعمال می‌کنند تا کارایی جذب نور و ضریب انتشار بهبود یابد.
عایق‌حرارتی
ایروژل هاکمترین مقدار هدایت گرمایی را نسبت به به دیگر عایق‌ها دارد. از جمله مزایای دیگر ایروژها آتش‌گیر نبودن آنهاست. این عایق‌ها در سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی و باتریهای با کاربرد دمای بالا؛ عایق لوله‌ها؛ مخازن تحت گرما و سرما لوله اگزوز ماشین به عنوان پوشش جاذب انرژی خورشید در سلول‌های خورشیدی جهت ذخیره‌سازی انرژی و… می‌توانند به کار برده شوند.
املاک اینترنتی رویال هوم
ایمنی
ایمنی در ایروژل بیشتر تابعی از ترکیب جامدی است که از آن ایروژل ساخته می شود. تریبات کربن و آلومینیوم می تواند برای سلامتی خطرناک باشد. اما ایروژل ساخته شده از سیلیکا، خطر شیمیایی برای بدن ندارد. همچنین، ساختار ایروژل، باعث می شود که ایروژل جاذب قوی رطوبت شود و در صورت تماس مستقیم با پوست، می تواند باعث خشکی پوشت شود. بنابراین، توصیه اکید می شود که در جابه جایی ایروژل با دست، از دستکش ایمین استفاده شود. تماس ایروژل برای چشن نیز خطرناک است و باعث خشکی چشم می شود.
- گروه تخصصی رویال هوم آماده همکاری باسازنده های گرامی در زمینه طراحی نما، طراحی داخلی،بازسازی خانه های قدیمی، آزمایشگاه مکانیک خاک، بتن، جوش،سیستم برق هوشمند، شیشه هوشمند ، پتینه کاری و همچنین متریال چوب ترموود و بتن شفاف می باشد.
