에어로젤은 무엇입니까? 이론,속성 및 응용

‘에어로젤’은 1960 년대부터 우주여행 분야에서 사용되어왔지만,현재 모든 산업 분야에서 사용되고 있는 비범한 물질 그룹에 대해 이야기하는 데 사용되는 광범위한 용어입니다. ‘에어로젤’은 특정 광물 또는 화학식이 설정된 재료가 아니며 오히려이 용어는 특정 기하학적 구조를 가진 모든 재료를 포괄하는 데 사용됩니다. 이 구조는 매우 다공성이며 단단한 폼으로 몇 나노 미터의 분지 구조 사이에 높은 연결성을 가지고 있습니다.

에어로젤은 기술적으로 발포체이지만 다양한 모양과 형태를 취할 수 있습니다. 에어로겔의 대부분은 실리카로 구성되어 있지만 탄소,산화철,유기 폴리머,반도체 나노 구조,금 및 구리도 에어로겔을 형성 할 수 있습니다. 그러나 에어로젤 구조 내에서 고체 물질은 거의 없으며 구조의 최대 99.8%는 공기로만 구성됩니다. 이 독특한 구성은 에어로젤에 거의 유령 같은 느낌을줍니다; 따라서 그것은 종종’냉동 연기’라고합니다.

이것은 홀로그램처럼 보이지만,이것은 스티로폼처럼 느껴지는 에어로젤 덩어리의 사진입니다. 에어로젤의 화학적 및 물리적 특성 에어로젤의 가장 잘 알려져 있고 가장 유용한 물리적 특성 중 하나는 놀라운 가벼움입니다.020 센티미터-3. 즉,에어로젤은 보통 공기보다 15 배 더 무겁고 공기의 3 배만 밀도로 생산되었습니다. 너무 가벼워서 미켈란젤로의 다윗이 에어로젤로 만들어 졌다면 무게는 설탕 한 봉지와 거의 같습니다! 수년 동안 에어로젤은 기네스 북에’밀도가 가장 낮은 고체’로 기록되었으며,최근에는 금속 마이크로 격자에 의해 축출 된 후 에어로 그래피 트에 의해 축출되었습니다.

그러나 이것은’최고의 절연체’를 포함하여 그 이름에 추가로 14 개의 세계 기록을 가지고 있기 때문에 에어로젤이 중복되는 것과는 거리가 멀다. 에어로젤의 바람직한 특성이 아래에 나열되어 있으며,이러한 특성 중 일부는 사람에게 가장 잘 알려져 있습니다.

• 낮은 평균 확산 자유 경로
• 높은 비 표면적(비분말 재료의 경우)
• 낮은 열전도율
• 낮은 음속
• 낮은 굴절률
• 낮은 유전 상수

에어로젤의 매우 낮은 열전도도는 보호용 에어로젤로 인해 이 왁스 크레용이 녹지 않고 강한 화염 바로 위에 앉아 있기 때문에 여기에서 훌륭하게 증명됩니다. 이미지 크레딧:나사

에어로젤은 어떻게 만들어 집니까?

일반적으로 에어로젤은 고온 환경에서 겔을 건조시켜 생성됩니다. 먼저 겔이 용액에서 생성 된 다음 초 임계 건조를 통해 액체 성분을 제거하고 구조적 모양을 유지하기 위해 액체를 천천히 제거합니다. 이 액체 성분은 공기로 대체됩니다. 에어로젤은 1931 년 사무엘 스티븐스 키슬러에 의해 처음 제작되었으며,1980 년대에 탄소 에어로젤이 처음 도입되었습니다.

에어로젤:지구상에서 가장 가벼운 전자 보호막

에어로젤의 응용

에어로젤은 다양한 화학적 및 물리적 특성을 가지고 있기 때문에 광범위한 응용 분야를 가지고 있다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 1960 년대 이후,에어로젤은 우주 비행사의 우주복에서 단열재로 사용되어 왔으며,그 모양에도 불구하고 매우 강하고 이륙 조건에서 쉽게 생존 할 수 있습니다.

21 세기 초,에어로젤은 우주 먼지를 포획하기 위해 나사에 의해 매우 특별한 역할을 했다. 에어로젤은’스타더스트’미션과 함께 사용되고 있는데,이 미션은 처음으로 달 너머에서 우주로 들어오는 입자들을 되살리는 것을 목표로 하고 있다. 이 먼지는 주로 혜성’와일드 2’에서 수집됩니다. 에어로젤은 물리적으로 변경하지 않고 작은 입자를 함정에 넣을 수 있기 때문에 이 혜성 먼지를 포획하는 데 사용되고 있습니다. 입자가 에어로겔에 닿으면 소총 탄환의 최대 6 배의 속도로 이동하며,이는 대부분의 물질이 가열하지 않고 먼지를 느리게 할 수 없으므로 변화가 일어나지 않음을 의미합니다. 그러나 에어로젤을 사용하면 먼지가 다공성 물질에 묻히고 추진력을 잃으면서 점차 멈추게됩니다.

는 방법에 대해 자세히 알아보십 aerogels 에서 사용되었습 조합으로 그래핀에서 태양광 응용 프로그램

에어로젤은 시작되어야 물질에서는 절연제 공업는 데 사용되고 있습니다 몇 년 동안에는 구멍 주사한 벽의 절연 및 격리판. 최근 에어로젤 기반 석고는 스위스의 역사적인 건물을 단열하는 데 사용되었습니다. 엠파(스위스 연방 재료 과학 및 기술 연구소)연구소는 제조 회사 픽스 잇과 협력하여 에어로젤을 기반으로 한 렌더링(절연 재료)을 개발했으며,이는 일반 렌더링보다 두 배의 절연을 제공 할 것이라고 생각합니다. 이 방법으로 에어로젤의 사용은 매우 에너지 효율적이고 환경 적으로 유익합니다,그것은 난방에 상당히 화석 연료의 사용을 줄일 것 같은.

최근 발표된 에어로젤의 취약성과 취성의 개선은 의류에서 열 교정에 이르기까지 미래에 완전히 새로운 응용 분야가 열릴 수 있음을 의미합니다.

표지로 책을 판단하지 마십시오:믿을 수 없을 정도로 가볍고 유령 같은 외관이지만,이 작은 에어로젤 조각은 표준 집 벽돌을 쉽게 지탱할 수 있습니다. 이미지 크레딧: 미항공 우주국

참고 문헌 및 추가 읽기

• 미항공 우주국 제트 추진 연구소
• 엠파
• www.aerogel.org
• 고건물을 위한 우주기술,엠파,2012 년 8 월 20 일
• ‘고체 연기’소재 에어로젤이 힘을 더한다.2012

인용