Aerogel - niezwykłe dzieło rąk ludzkich

Wideo: Tworzenie ludzkich rąk

Aerogel - bardzo niezwykłe dzieło rąk ludzkich, materiał, nagroda za ich unikalnych cech 15 pozycji w Księdze Rekordów Guinnessa. Nazwa „aerożel” pochodzi od dwóch łacińskich słów aer - powietrze i gelatus - mrożone. „Frozen dym” aerożel dlatego często określane.

Wideo: Odtwarzanie matka natura nietypowe zwierzęta fryzura

Jednak aerożel wygląd naprawdę wygląda mrożonych dymu. Aerożelu jest niezwykłe żel, w którym faza ciekła nie jest w pełni podstawiony przez gaz, w wyniku czego substancja jest zapis o niskiej gęstości, lepsze tylko połowę gęstości powietrza, oraz szereg innych wyjątkowych właściwości: twardości, przejrzystości, odporności na ciepło, itd. Aerogel jest zdumiewający fakt, że 99,8% składa się z&hellip- powietrze!
Opowieść o aerożeli nie jest jeszcze w pełni wyjaśniony. Wiemy tylko, że był to pierwszy amerykański naukowiec Samuel Kistler w późnych latach dwudziestych lub trzydziestego roku ubiegłego wieku w Pacific College w Stockton (Kalifornia). Otrzymał, jak to się dzieje w badaniach naukowych, prawie przez przypadek, jako produkt uboczny krystalizacji aminokwasu w przesyconych płynów nadkrytycznych. Naukowe uzyskania aerożelu przez zastąpienie płynu w konwencjonalnym żelem metanolem. Żel następnie ogrzewa się pod wysokim ciśnieniem do 240 stopni (temperatura krytyczna metanol). W tym momencie, metanol gazowy opuszcza się z żelu, lecz nie odwodniony pianki zmniejsza swoją objętość. W rezultacie, to utworzyło drobnych porach lekki materiał o nazwie aerożel konsekwencji. Oficjalna data pojawienia się nowego materiału jest uważany za 1931, podczas publikacji artykułu o tym w czasopiśmie Nature. „Aerogel” jest nieznany, a pochodzenie tego terminu. Pozostaje tajemnicą, czy Kistler przywiózł go do naszej mowy lub użyj czubek jego kolegów. aerożel pochodzenie uzyskano naukowców z kwarcu. Następnie uczeni materiału z tlenków metali, substancji organicznych i wielu innych surowców.
Zgodnie ze strukturą drzewa aerożele są połączone w sieć jednorodne grupy (klastry) wielkość cząstek 2-5 nm i pory wypełnione powietrzem do 100 nanometrów. Zewnętrznie aerożelu jest najbardziej podobny do przezroczystego lub półprzezroczystego mrożonych piany. Przy obserwacji gołym okiem, to reprezentowane aerożelową jednorodną substancję stałą, która odróżnia ją od porowatych mediów, takich jak różne pianki. Za naciśnięciem aerożelu jest również przypomina utwardzonej pianki. Jest to dość trwały materiał - aerożel może wytrzymać obciążenie 2,000 razy własnym ciężarem. Na przykład, mała blokowy aerożelu o wadze 2,38 g łatwością wytrzymuje cegły masy w 2,5 kg!

Wideo: Amazing wytwory ludzkich rąk

aerożele krzemionkowe są bardzo dobrym izolatorem cieplnym. Sposób wytwarzania aerożelu jest skomplikowane i pracochłonne. Po pierwsze, za pomocą reakcji chemicznej, żel polimeryzacji. Ta operacja trwa kilka dni, a wyjście jest produktem galaretowatą. Następnie usuwany jest alkohol z galarety wody. Jej całkowite usunięcie - klucz do sukcesu całego procesu. Kolejny krok - "nadkrytyczne" suszenie. Jest on wytwarzany w autoklawie pod wysokim ciśnieniem i w temperaturze, w części skroplonego dwutlenku węgla stosowania gaz.Prikladnoe z aerożeli jako materiału izolacyjnego, rozpoczęto w latach czterdziestych XX wieku. Znana firma Monsanto ten produkt produkowany na podstawie umowy licencyjnej z Kistler. Jednak powszechne ze względu na wysokie koszty izolacji cieplnej aerożelu nie uzyskuje się, w latach siedemdziesiątych produkcję ograniczona. Dopiero na samym końcu ostatnie aerożeli wiecznych znowu zaczął być powszechnie stosowane przez ludzi, przede wszystkim w przestrzeni otrasli.Imenno aerożelu stała się ważnym elementem w pułapkę krata, przez którą sonda kosmiczna Stardust zdobył miliony maleńkich cząsteczek z ogona komety Wild 2 i dostarczane do lądownika na tych próbkach ziemia. Nawiasem mówiąc, wśród wielu cząstek unieruchomionych sond ślady glicyny odkryto - najważniejsze aminokwasów dla tworzenia białek. Naukowcy, oddzielając teorię pochodzenia pozaziemskiego życia, to odkrycie stało się pośredni dowód ich niewinności.
Jako wyjątkowy aerożel izolacja cieplna zostanie wykorzystana w przestrzeni odpowiada amerykańskiej produkcji stworzonej na potrzeby projektu NASA Mars. NASA ogłosiła właśnie użycie aerożelu jako osłony termicznej promu nowych modeli. Obiecująca jak aerożele w mikroelektronice. Głównie ze względu na fakt, że mają najniższe stałej dielektrycznej. Zastosowanie aerożeli jako warstwy izolacyjnej w wielowarstwowych płytek drukowanych znacząco poprawić wydajność elektroniki.V 2007 amerykańskie chemicy przedstawione przez ich aerożeli, który może być filtr do oczyszczania wody ze szkodliwych substancji, takich jak rtęć, ołów i inne toksyczne metale ciężkie. Podczas produkcji tych materiałów jest dość ograniczone ze względu na wysokie ceny, ponieważ filtrów obejmuje platynę, ale kiedy jej wymiana występuje w postaci tańszych środków czyszczących analogowych nowa próbka może pozbyć się metali ciężkich z wód planety. Ponadto nowe aerożele mają właściwości półprzewodnikowe, a zatem mogą być wykorzystywane w ogniwach słonecznych i innych urządzeń optoelektronicznych.

Krzemionka aerożel, jak już wspomniano - unikalny izolator termiczny. może on wytrzymywać temperatury do 500 stopni Celsjusza, a grubość warstwy 2,5 cm wystarczające do ochrony ludzkiej ręki od bezpośredniego kontaktu z palnikiem. Różne są aerożele o temperaturze topnienia 1200 ° C aż do arogeley właściwości w dużej mierze zależą od materiału wyjściowego, z którego są one produkowane. Nie aerożele (tlenek glinu z dodatkiem), tlenek glinu, krzemionkę i tlenek cyny i chromu. Niedawno zostało uzyskane na podstawie aerożeli węgla. Tam aerożele stosowane są jako katalizatory. Obecnie vrmya NASA testuje aerożele glinu zawierające pierwiastków rzadkich - gadolinu i Terbium. Te aerożele są używane jako detektory szybkich soudareniy.Nekotorye przezroczyste gatunek Aerogel są uważane przez naukowców za szybą zastępczego. Ponieważ współczynnik załamania światła aerożeli jest znacznie niższy niż szkła (1,05 w porównaniu do 1,5). Oryginalny kruchość tej obiecującej inżynierii materiałowej została przezwyciężona, jest teraz dostępny Uwolnienie sprężystych i giętkich aerożeli. Na porządku dziennym pytanie o obniżenie kosztów produkcji do granic, wykorzystując opłacalnych na dużą skalę. Aerożele są często określane jako materiał 21 wieku. Więc to oznacza, że ​​wkrótce zobaczymy.