Τι είναι το Airgel

Το Airgel είναι ένα είδος νανο -πορώδους στερεού υλικού που σχηματίζεται από τη μέθοδο Sol Gel, στην οποία η υγρή φάση στο πήκτωμα αντικαθίσταται από αέριο με μια συγκεκριμένη μέθοδο ξήρανσης [1]. Όπως η ζελατίνη, η αραβική κόμμι, η σιλικόνη, τα μαλλιά, τα νύχια, κλπ. Η Airgel έχει επίσης τις ιδιότητες του πηκτώματος, δηλαδή την επέκταση, την θιξοτροπία και την επιθυμία.
Το Airgel είναι το μικρότερο στερεό στον κόσμο και μία από τις δέκα αναδυόμενες τεχνολογίες στο χημικό πεδίο το 2022.
Το Airgel είναι ένα είδος συμπαγούς υλικού, το οποίο έχει τη μικρότερη πυκνότητα στον κόσμο. Η πυκνότητα είναι 3 κιλά ανά κυβικό μέτρο. Η κοινή αεροπορική airgel είναι πηκτή Airgel Silicon, το οποίο κατασκευάστηκε για πρώτη φορά από τον Αμερικανό επιστήμονα Kistler το 1931 για τυχερά παιχνίδια με τους φίλους του. Υπάρχουν πολλά είδη αεροσκάφους, συμπεριλαμβανομένου του πυριτίου, του άνθρακα, του θείου, του μεταλλικού οξειδίου, του μετάλλου και ούτω καθεξής. Το Airgel είναι μια σύνθετη λέξη. Εδώ το Aero είναι ένα επίθετο, που σημαίνει "στον αέρα". Το πήκτωμα είναι προφανώς πήκτωμα. Σημαίνει κυριολεκτικά πήκτωμα αέρα. Το πήκτωμα οποιασδήποτε ουσίας μπορεί να ονομαστεί airgel, εφόσον μπορεί να στεγνώσει για να αφαιρέσει τον εσωτερικό διαλύτη και να διατηρεί το σχήμα του βασικά αμετάβλητο και το προϊόν έχει υψηλό πορώδες και χαμηλή πυκνότητα.
Επειδή η πυκνότητα είναι εξαιρετικά χαμηλή, η ελαφρύτερη αεροπορική ρεύματα είναι μόνο 0,16 mg/cm3, ελαφρώς χαμηλότερη από την πυκνότητα του αέρα, επομένως ονομάζεται επίσης "κατεψυγμένος καπνός" ή "μπλε καπνός". Λόγω των εξαιρετικά μικρών σωματιδίων μέσα (στο επίπεδο νανομέτρου), ο ορατός φωτός διασκορπίζεται λιγότερο όταν περνάει μέσα από αυτό (Rayleigh Scattering), ακριβώς όπως το φως του ήλιου που διέρχεται από τον αέρα. Επομένως, φαίνεται επίσης μπλε όπως ο ουρανός (αν δεν αναμιγνύεται τίποτα άλλο) και ελαφρώς κόκκινο όταν βλέπει μπροστά στο φως. Ο ουρανός είναι μπλε, ενώ ο βραδινός ουρανός είναι κόκκινος. Δεδομένου ότι περισσότερο από το 80% της αεροπορίας είναι αέρας, έχει ένα πολύ καλό φαινόμενο μόνωσης θερμότητας. Μια αέρος πάχους ίντσας είναι ισοδύναμη με 20 έως 30 κομμάτια συνηθισμένου γυαλιού. Ακόμη και αν η αεροπορική airgel τοποθετηθεί μεταξύ του τριαντάφυλλου και της φλόγας, το τριαντάφυλλο δεν θα καταστραφεί καθόλου. Η Airgel έχει επίσης μια ποικιλία χρήσεων στην εξερεύνηση του χώρου, συμπεριλαμβανομένου του ρωσικού διαστημικού σταθμού "ειρήνης" και των αμερικανικών "Mars Pathfinder" ανιχνευτών. Οι αερογέλες χρησιμοποιούνται επίσης ως ανιχνευτές της επίδρασης Cherenkov σε πειράματα φυσικής σωματιδίων. Ένας διακριτής σωματιδίων που ονομάζεται Airgel Cherenkov Counter (ACC) στον πειραματικό ανιχνευτή BELLE του B Meson Factory, ένα υψηλό - ερευνητικό ίδρυμα επιταχυντής ενέργειας, είναι ένα πρόσφατο παράδειγμα εφαρμογής. Το Airgel που χρησιμοποιείται σε αυτόν τον ανιχνευτή έχει τα χαρακτηριστικά του χαμηλού δείκτη διάθλασης μεταξύ υγρού και αερίου, καθώς και υψηλής μετάδοσης και στερεάς κατάστασης, η οποία είναι ανώτερη από την παραδοσιακή μέθοδο χρήσης κρυογονικού υγρού ή υψηλού αέρα πίεσης. Εν τω μεταξύ, η ελαφριά φύση της είναι επίσης ένα από τα πλεονεκτήματά της.
Αυτό το νέο υλικό έχει πυκνότητα μόνο 3,55 κιλών ανά κυβικό μέτρο, το οποίο είναι μόνο 2,75 φορές η πυκνότητα του αέρα. Η πυκνότητα ξηρού πεύκου (500 κιλά ανά κυβικό μέτρο) είναι 140 φορές αυτή του. Αυτή η ουσία μοιάζει με στερεοποιημένο καπνό, αλλά η σύνθεσή της είναι παρόμοια με το γυαλί. Λόγω της εξαιρετικά χαμηλής πυκνότητας του, είναι πολύ κατάλληλο για εφαρμογές αεροδιαστημικής. Το NASA Jet Propulsion Laboratory, ένα νέο αεροσκάφος που αναπτύχθηκε από τον Dr. Jones, αποτελείται κυρίως από καθαρό διοξείδιο του πυριτίου. Στη διαδικασία παραγωγής, η ένωση υγρού πυριτίου αναμειγνύεται αρχικά με τον υγρό διαλύτη που μπορεί να εξατμιστεί γρήγορα για να σχηματίσει πηκτή και στη συνέχεια το πήκτωμα ξηραίνεται σε ένα όργανο παρόμοιο με έναν πείραμα του χωνευτήρα και μετά τη θέρμανση και την αποκοπή, σχηματίζεται μια δομή πορώδους σφουγγαριού. Το ποσοστό του αέρα στην τελική αεροπορική Airgel που έλαβε ο Δρ Jones αντιπροσώπευε το 99,8%.
Το Airgel ονομάζεται μερικές φορές "συμπαγής καπνός" ή "κατεψυγμένος καπνός" λόγω του ημιδιαφανούς χρώματος και του εξαιρετικά ελαφρού βάρους. Αυτό το νέο υλικό μπορεί να φαίνεται εύθραυστο, αλλά είναι στην πραγματικότητα πολύ ανθεκτικό και ανθεκτικό, ικανό να αντέξει τις θερμοκρασίες μέχρι 1400 βαθμούς Κελσίου. Αυτά τα χαρακτηριστικά των αεροσκάφους έχουν πολλές εφαρμογές στην εξερεύνηση του διαστήματος. Τα υλικά της αεροπορίας χρησιμοποιούνται στον διαστημικό διαστημικό σταθμό "ειρήνης" και στο διαστημικό σκάφος του αμερικανικού "Mars Pathfinder".