Dicas úteis

Como fazer um aerogel

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O aerogel é um material extremamente leve, com densidade muito baixa e baixa condutividade térmica. É translúcido, mas é bastante difícil de tocar. Os aerogéis são geralmente fabricados usando o processo de secagem super-crítica, portanto, para a auto-preparação de aerogel, é necessário construir um aparelho para essa secagem. Existem maneiras de preparar airgels sem usar esse aparelho, mas são menos confiáveis ​​e o material é mais denso. Neste artigo, você encontrará informações sobre os dois métodos de preparação de aerogel.

O aerogel é uma classe de materiais que são gel.

O aerogel é uma classe de materiais que é um gel no qual a fase líquida é completamente substituída por uma gasosa, como resultado da substância ter uma baixa densidade recorde, apenas uma vez e meia maior que a densidade do ar e várias outras qualidades únicas: dureza, transparência, resistência ao calor, condutividade térmica extremamente baixa e falta de calor absorção de água.

Aerogel, que material é esse?

Aerogel (do Lat. aer - air e gelatus - frozen) - uma classe de materiais que são um gel em que a fase líquida é completamente substituída por uma gasosa, como resultado da substância ter uma baixa densidade recorde, apenas uma vez e meia maior que a densidade do ar e várias outras qualidades únicas: dureza, transparência, resistência ao calor, condutividade térmica extremamente baixa e falta de absorção de água.

Frequentemente aerogel chamado "fumaça congelada" por causa de sua aparência. Na aparência, parece fumaça congelada. Ao toque aerogel assemelha-se a espuma leve, mas dura, uma espécie de espuma.

Aerogel É uma rede em forma de árvore de aglomerados de nanopartículas de 2 a 5 nm de tamanho, rigidamente interconectados. Essa estrutura ocupa uma pequena parte do volume de 0,13 a 15%, e o restante recai sobre os poros.

Aerogéis pertencem à classe dos materiais mesoporosos.

Gases de várias naturezas são difundidos: como inorgânicos - baseados em dióxido de silício amorfo (SiO2), alumina (Al2O3), grafeno (chamado aerografita), grafite (chamada aerografita), bem como óxidos de cromo e estanho, e orgânicos - à base de polissacarídeos, silicone e carbono. Dependendo da base, os aerogéis exibem várias propriedades. No entanto, existem propriedades gerais que são características de toda a classe deste material.

Como um isolante térmico é feito na forma de tapetes, rolos.

Propriedades e vantagens do aerogel:

- alta porosidade. 99,8% de ar

possui um recorde para a menor densidade de sólidos - 1,9 kg / m³, é 500 vezes menor que a densidade da água e apenas 1,5 vezes mais que a densidade do ar (aerogéis de quartzo),

- um isolador térmico exclusivo. Tem uma baixa condutividade térmica - λ = 0,013

0,019 W / (m • K) (no ar à pressão atmosférica normal) menor que a condutividade térmica do ar (0,024 W / (m • K) (aerogéis de quartzo). Como aquecedor, é 2-5 vezes mais eficaz que os aquecedores tradicionais,

ponto de fusão é de 1200 ° C (aerogel de quartzo),

- O aerogel é um material durável. Pode suportar uma carga de 2000 vezes o seu próprio peso,

- tem um baixo módulo de Young,

- não compressível, resistente a deformações, com alta resistência à tração,

a velocidade de propagação do som é o valor mais baixo para materiais sólidos, o que é uma vantagem importante ao criar materiais de isolamento de ruído. A velocidade do som é menor que a velocidade do som nos gases,

- Alguns tipos de aerogel são um excelente sorvente. São 7 a 10 vezes mais eficazes que os materiais de sorção modernos populares,

- é uma substância porosa estável. O volume de poros dentro do aerogel é dezenas de vezes maior que o volume ocupado pelo próprio material. Esta propriedade permite o uso de aerogel de uma determinada composição como catalisador em processos químicos, a fim de obter compostos orgânicos. Por outro lado, sua grande capacidade interna pode ser usada para o armazenamento seguro de determinadas substâncias, por exemplo, combustível de foguete, agentes oxidantes etc.,

- excelente hidrofobicidade. Não absorve a umidade

- possui alta resistência ao calor e resistência ao calor. Possui uma ampla faixa de temperatura de operação - de -200 ° C a +1000 (1200) ° C. Preserva sem perdas o isolamento térmico e as características mecânicas quando aquecido a pelo menos 1000 ° C,

- é material não combustível. Também pode ser usado para proteção contra incêndio de vários modelos,

- transparente (aerogel de quartzo). Tem um índice de refração da luz de 1,1 a 1,02. A partir dele, você pode fazer vários tipos de óculos,

- tem uma dureza suficientemente alta,

- respeitadores do ambiente e seguros para os seres humanos e o ambiente,

- possui uma grande área específica da superfície interna. É cerca de 300-1000 m2 / g,

- a composição química do aerogel pode ser ajustada, é fácil introduzir vários aditivos em sua composição, o que abre novas possibilidades para seu uso,

- resistente a ácidos, álcalis, soluções,

- ao mesmo tempo é um material frágil.

Inovação de aerogel:

Então, os cientistas criaram coletor de calor solar capaz de acumular energia solar e manter altas temperaturas (acima de 200 ° C), mesmo no inverno, a baixas temperaturas. Este dispositivo poderá substituir os coletores solares. O dispositivo opera em modo passivo e consiste em um aerogel (camada superior) e material escuro que absorve calor (camada inferior). A luz que passa através de uma camada de aerogel aquece a camada inferior - absorvendo o material escuro.

Os cientistas propuseram o conceito terraformação de regiões individuais dos planetas : Marte, Lua, Vênus etc., criando cúpulas ou telas artificiais a partir de uma camada de aerogel de quartzo com 2-3 cm de espessura.Uma cúpula ou tela de aerogel é capaz de transmitir até 95% da luz visível, mantendo até 99,5% da radiação e até 60% de radiação ultravioleta. A cúpula ajudará a criar um efeito estufa atmosférico, mantendo a temperatura certa.

Nota: © Foto https://www.pexels.com, https://pixabay.com,

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Si (OH) ₄ SiO₂ + 2H₂O

Etapa 3. A etapa mais importante é a secagem supercrítica em uma autoclave. Sob a influência de alta pressão e temperatura, o metanol deixa os poros do aerogel e o dióxido de carbono líquido toma seu lugar. Mas ele não está aqui há muito tempo - com um aumento adicional na pressão e temperatura, os poros da substância se esvaziam. O aerogel está pronto.

Este artigo foi publicado em uma revista.OYLA No. 5 (33). Você pode assinar as versões impressa e onlineaqui

Assista ao vídeo: Making silica aerogel at home (Setembro 2021).

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