Аэрогель — происхождение, характеристики и области применения

Характеристики аэрогелевой теплоизоляции

Материал имеет нанопоры. Это существенно влияет на его вес. Среди свойств особенно выделяют: • небольшую плотность; • незначительную диэлектрическую проницаемость; • невысокую теплопроводность;

Отмечается большая удельная площадь поверхности. Такие характеристики позволяют считать утеплители из аэрогеля самыми лучшими. Продукт внедряется в военную, медицинскую, аэрокосмическую сферы. Сегодня особенно активно аэрогель используется в строительной области.

Нанопоры имеют такой диаметр, который не позволяет молекулам воздуха свободно двигаться. Они застывают в одном положении, защищая помещение от холодных или горячих воздушных потоков. Таким образом, статическое положение молекул предупреждает развитие конвекции, т.е. быстрое выветривание тепла.

Качество аэрогелевой изоляции во многом зависит от числа стенок пор. Чем их больше, тем утеплитель будет лучше удерживать тепло. Отмечается возможность материала задерживать его в самом себе. Продукт принадлежит к пожаробезопасным веществам. Гель относят к огнестойкому стандарту А1 класса. Что касается водонепрорицаемости, то ее степень достигает практически 100%. Поэтому при попадании на изделие воды теплоизоляционные качества утеплителя не ухудшаются. Это связано с возможностью материала отталкивать влагу. После попадания на поверхность она оседает, не проникая внутрь.

Структура продукта такова, что при существенном увеличении температуры она предупреждает спекание частиц. Особое пространственное строение также способствует медленной изнашиваемости прокладок. Высокая прочность – еще одна уникальная характеристика изделия. Оно способно сопротивляться разным видам растяжения. Отлично противостоит напряжению, которое происходит от усадки и температурных перепадов. Выдерживает воздействие неорганических растворителей.

Важно! Материал состоит только из веществ неорганического происхождения. В его структуре не обнаружены небезопасные для человека и окружающей среды компоненты

Специалисты отмечают незначительное испарение хлоридного иона во время эксплуатации

Однако, он не может нанести вред живым организмам и привести к развитию ржавчины техники или труб

Специалисты отмечают незначительное испарение хлоридного иона во время эксплуатации. Однако, он не может нанести вред живым организмам и привести к развитию ржавчины техники или труб.

Во время использования аэрогелевая теплоизоляция хорошо защищает помещение от внешних звуков и шумов благодаря структуре низкой плотности. Теплопроводность вещества колеблется от -250°С до 1200°С.

Использует

В зонде Stardust использовался пылесборник, состоящий из блоков аэрогеля.

Аэрогель может выполнять несколько функций. В коммерческих целях аэрогели в гранулированной форме комбинируют со стеклом, чтобы уменьшить их тепловые потери. После нескольких пребываний в Vomit Comet исследовательская группа обнаружила, что при производстве аэрогеля в условиях невесомости образуются частицы, которые имеют более однородный размер и которые уменьшают эффект рассеяния Рэлея в аэрогелях кремнезема, таким образом, аэрогель становится более прозрачным. Прозрачные аэрогели из диоксида кремния вполне могут быть подходящими для уменьшения потерь тепла через окна в зданиях .

Благодаря большой площади поверхности он часто используется, например, в химическом поглотителе для адсорбции . Эта способность также дает ему большой потенциал в качестве катализатора и транспортера катализатора . Частицы аэрогеля также используются в качестве загустителя в красках и косметике .

Его характеристики могут быть увеличены для конкретных применений путем добавления «легирующих добавок», тем самым укрепляя его структуры и смешивая его составы. Используя этот подход, можно значительно расширить область применения.

Производство аэрогелевых пластин коммерческого назначения началось в 2000-х годах . Эта пластина представляет собой армированный волокном композитный материал с силикагелем и аэрогелем, который превращает аэрогель в прочный и гибкий материал. Механические и термические свойства продукта варьируются в зависимости от выбора волокон, аэрогелевой формы и включенных непрозрачных добавок.

В январь 2004 г., зонд Stardust использует аэрогель для улавливания пыли от кометы Wild 2 . Эти частицы пыли испаряются при столкновении с твердыми частицами и проходят через газы, но улавливаются аэрогелем. NASA также используется аэрогель для защиты скафандры носили астронавты .

В октябрь , Bouygues Construction и немецкий химик BASF подписали соглашение об инновационном партнерстве с целью совместной разработки приложений в области изоляции зданий для изделий на основе полиуретанового аэрогеля, получившего название «Slentite». Очень низкая теплопроводность материала, менее 0,016  Вт м -1  К -1, делает возможным заменить традиционный изолятор, например, минеральной ваты или полистирола, от 25 до 50%, обеспечивая при этом Гигротермальные регулирование внутренней среды . Среди других достоинств материала представлены7 октября 2014 г., простота резки без пыли и высокая механическая стойкость продукта. Крупномасштабных приложений пока нет, но BASF надеется найти пилотную площадку в 2015 году.

Плюсы и минусы аэрогелевой изоляции

Среди достоинств утеплителя выделяют: • незначительную теплопроводность; • гидрофобность; • универсальность; • стабильность к деформациям. Изделия возможно применять в разных конструкциях и в сочетании с любыми строительными материалами.

Несмотря на вышеперечисленные положительные стороны, аэрогель имеет один существенный недостаток. Изоляция не выдерживает открытой кислородной среды. Попадая в нее вещество мгновенно растворяется.

На сегодняшний день уже есть позитивные отзывы о теплоизоляции аэрогелем. Отечественный институт, занимающийся научными исследованиями, активно использует инновационное изделие листового типа для внутреннего и внешнего утепления в оборудованиях. При этом температура агрегата достигает 310°С.

Это интересно: Время собирать урожай — новые устройства для сбора фруктов

Производство

Питер ЦоуЛаборатории реактивного движенияКалифорнийский технологический институт

Аэрогели кремнезема обычно синтезируются с использованием золь-гель процесса. Первым шагом является создание коллоидной суспензии твердых частиц, известной как «золь». Прекурсоры представляют собой жидкий спирт, такой как этанол, который смешан с алкоксидом кремния, таким как тетраметоксисилан (TMOS), тетраэтоксисилан ( TEOS) и полиэтоксидисилоксан (PEDS) (в более ранних работах использовались силикаты натрия). Раствор диоксида кремния смешивают с катализатором и дают возможность загустевать во время реакции гидролиза, в результате которой образуются частицы диоксида кремния. Оксидная суспензия начинает подвергаться реакциям конденсации, которые приводят к образованию мостиков оксидов металлов (M – O – M, «оксо» мостики или M – OH – M, » ol “мостики), связывающие диспергированные коллоидные частицы. Эти реакции обычно имеют умеренно низкие скорости реакции, и в результате для повышения скорости обработки используются либо кислотные, либо основные катализаторы. Основные катализаторы, как правило, дают более прозрачные аэрогели и минимизируют усадку во время процесса сушки, а также укрепляют его, чтобы предотвратить схлопывание пор во время сушки.

Наконец, в процессе сушки аэрогеля жидкость, окружающая кремнеземную сетку, подвергается осторожно удалили и заменили воздухом, сохраняя при этом аэрогель нетронутым. Гели, в которых жидкость испаряется с естественной скоростью, известны как ксерогели

По мере испарения жидкости сил, вызванных поверхностным натяжением границ раздела жидкость-твердое тело , достаточно для разрушения хрупкой гелевой сетки. В результате ксерогели не могут достичь высокой пористости, а вместо этого имеют пик с более низкой пористостью и демонстрируют большую усадку после сушки. Чтобы избежать разрушения волокон во время медленного испарения растворителя и снизить поверхностное натяжение на границах раздела жидкость-твердое вещество, аэрогели могут быть образованы посредством лиофилизации (сублимационной сушки). В зависимости от концентрации волокон и температуры замораживания материала будут затронуты такие свойства, как пористость конечного аэрогеля.

В 1931 году для разработки первых аэрогелей Кистлер использовал процесс, известный как сверхкритическая сушка, позволяющая избежать прямого фазового перехода. Увеличивая температуру и давление, он переводил жидкость в состояние сверхкритического флюида, в котором, снижая давление, он мог мгновенно газифицировать и удалить жидкость внутри аэрогеля, избегая повреждения хрупкой трехмерной сети. Хотя это можно сделать с помощью этанола, высокие температуры и давления приводят к опасным условиям обработки. Более безопасный метод с более низкими температурами и давлением включает замену растворителя. Обычно это делается путем замены исходной водной поровой жидкости на CO2 -смешивающуюся жидкость, такую ​​как этанол или ацетон, затем на жидкий диоксид углерода и затем доведя диоксид углерода до его критической точки. Вариант этого процесса включает прямую закачку сверхкритического диоксида углерода в сосуд высокого давления, содержащий аэрогель. Конечным результатом любого процесса является обмен исходной жидкости из геля на диоксид углерода, не позволяя структуре геля разрушаться или терять объем.

Резорцин – формальдегид аэрогель (RF-аэрогель) производится аналогично производству аэрогеля кремнезема. Затем из этого резорцин-формальдегидного аэрогеля можно получить углеродный аэрогель посредством пиролиза в атмосфере инертного газа, в результате чего останется матрица из углерода. Он коммерчески доступен в виде твердых форм, порошков или композитной бумаги. Добавки оказались успешными в улучшении определенных свойств аэрогеля для использования в определенных областях применения. Композиты Airgel были изготовлены с использованием различных непрерывных и прерывистых армирующих элементов. Высокое соотношение размеров волокон, таких как стекловолокно, использовалось для усиления композитов с аэрогелем со значительно улучшенными механическими свойствами.

Больше аэрогелей, полезных и нужных!

В 1991 году Том Тиллотсон из Ливерморской национальной лаборатории в США (которая, к слову, была и остается одним из передовых центров исследований в области аэрогелей) разработал двухступенчатый золь-гель процесс для получения ультранизкоплотных кремниевых аэрогелей. Именно ему принадлежит упомянутый выше рекорд в получении материала с плотностью 1,9 кг/м3 — наименее плотного твердого материала в мире. В 1996 году группа ученых разработала и запатентовала метод, позволявший значительно ускорить получение аэрогеля.

В 2002 году был сделан большой шаг навстречу легким, но прочным материалам. Профессор Николас Левентис из Университета науки и технологий Миссури нашел способ легирования аэрогелей на основе оксида кремния полимерами. В получившихся икс-аэрогелях между частицами создаются полимерные мостики, которые делают материал значительно прочнее.

В 2007 году группа ученых под руководство доктора Арджуна Йода из Университета Пенсильвании впервые создала аэрогель на основе углеродных нанотрубок. Пользуясь этим открытием, ученые из Ливерморской лаборатории Маркус Уорсли и Сергей Кучеев создали удивительный материал, используя углеродные нанотрубки и углеродный аэрогель. Он может сжиматься на 80 % и возвращаться в исходное состояние, не деформируясь, а также обладает высокой электропроводностью.

Пока над аэрогелями по большей части ведутся эксперименты — и они показывают, что потенциал использования этого класса материалов огромен. Мы можем получить вещества с удивительными свойствами, которые откроют нам такие же удивительные возможности. Осталось дождаться, когда аэрогели начнут массово кочевать из лабораторий в широкое производство.

Пористость аэрогеля

Существует несколько способов определения пористости аэрогеля: три основных метода – адсорбция газа , ртутная порометрия и метод рассеяния. При адсорбции газа азот при его температуре кипения адсорбируется в образце аэрогеля. Адсорбируемый газ зависит от размера пор внутри образца и от парциального давления газа относительно его давления насыщения. Объем адсорбированного газа измеряется с использованием формулы Брунауэра, Эммита и Теллера (BET ), которая дает удельную площадь поверхности образца. При высоком парциальном давлении при адсорбции / десорбции уравнение Кельвина дает распределение пор по размеру образца. В ртутной порометрии ртуть принудительно вводят в пористую систему аэрогеля для определения размера пор, но этот метод крайне неэффективен, поскольку прочный каркас аэрогеля разрушится под действием высокой сжимающей силы. Метод рассеяния включает зависящее от угла отклонение излучения внутри образца аэрогеля. Образец может быть твердыми частицами или порами. Излучение проникает в материал и определяет фрактальную геометрию сети пор аэрогеля. Лучшими длинами волн излучения являются рентгеновские лучи и нейтроны. Аэрогель также представляет собой открытую пористую сеть: разница между открытой пористой сеткой и закрытой пористой сеткой заключается в том, что в открытой сети газы могут входить и выходить из вещества без каких-либо ограничений, в то время как закрытая пористая сеть задерживает газы внутри материала, заставляя чтобы они оставались в порах. Высокая пористость и площадь поверхности кремнеземных аэрогелей позволяют использовать их в различных областях фильтрации окружающей среды.

Преимущества теплоизоляционных материалов в строительстве

Аэрогель может эффективно использоваться для утепления домов. Это особенно актуально в связи с систематическим и постоянным повышением цен на различные виды энергии. Возникает необходимость в рациональном использовании энергии и поддержании тепла в домах.

Теплоизоляционные материалы с   аэрогелем  выгодно отличаются от традиционно используемых материалов и обладают целым рядом полезных свойств:

• Качество теплоизоляционных характеристик этого материала  в 3-5 раз превосходят обычные эффективные материалы. Уникальные свойства теплоизоляции материала обусловлены очень низким коэффициентом теплопроводности среди твердых тел.
• Данный материал позволяет сэкономить на свободном пространстве. Для достижения максимального теплосберегающего эффекта достаточно всего лишь 20 мм слоя материала с аэрогелем.
• Для строительства этот материал незаменим. Он обладает особой прочностью при растяжении и сжатии, что делает его использование в строительных работах максимально эффективным. Например, эти характеристики предотвратят деформацию материала, в результате небрежного отношения.
• Данные виды материалов обладают гидрофобностью. И являются практически водонепроницаемыми. Что позволяет эффективно защитить от коррозии различные трубопроводные системы. Неоценимый плюс материала в том, что он может прослужить более 20 лет.
• Данные теплоизолирующие материалы могут найти применение при звукоизоляции помещения. И использоваться как амортизационная конструкция.
• Этот уникальный материал полностью безопасен для экологии. Так как не содержит вредных примесей. И может утилизироваться как обычные строительные отходы.

Характеристики

Цветок находится на куске аэрогеля, который подвешен над пламенем горелки Бунзена . Аэрогель обладает прекрасными изоляционными свойствами, а цветок защищен от пламени.

Несмотря на название, аэрогели – это твердые, жесткие и сухие материалы, не похожие на гель по своим физическим свойствам: название происходит от того, что они сделаны из гелей. Мягкое нажатие на аэрогель обычно не оставляет даже незначительных следов; более сильное нажатие оставит постоянную депрессию. Чрезвычайно сильное нажатие вызовет катастрофическое разрушение разреженной структуры, в результате чего она расколется, как стекло (свойство, известное как хрупкость ), хотя более современные варианты этого не страдают. Несмотря на то, что он склонен к растрескиванию, он очень прочен конструктивно. Его впечатляющая несущая способность обусловлена дендритной микроструктурой, в которой сферические частицы среднего размера 2–5  нм сливаются в кластеры. Эти кластеры образуют трехмерную высоко пористую структуру почти фрактальных цепей, с порами чуть менее 100 нм. Средний размер и плотность пор можно контролировать в процессе производства.

Аэрогель – это материал, на 99,8% состоящий из воздуха. Аэрогели имеют пористую твердую сеть, которая содержит воздушные карманы, причем воздушные карманы занимают большую часть пространства внутри материала. Нехватка твердого материала позволяет аэрогелю быть практически невесомым.

Аэрогели являются хорошими теплоизоляторами, потому что они практически сводят на нет два из трех методов передачи тепла – теплопроводность (они в основном состоят из изолирующего газа) и конвекцию (микроструктура предотвращает чистое движение газа). Они являются хорошими проводящими изоляторами, потому что почти полностью состоят из газов, которые очень плохо проводят тепло. (Аэрогель из диоксида кремния – особенно хороший изолятор, потому что диоксид кремния также плохо проводит тепло; с другой стороны, металлический или углеродный аэрогель будет менее эффективным.) Они являются хорошими ингибиторами конвекции , потому что воздух не может циркулировать через решетку. Аэрогели – плохие изоляторы излучения, потому что инфракрасное излучение (которое передает тепло) проходит через них.

Из-за своей гигроскопичности аэрогель кажется сухим и действует как сильный осушитель . Люди, работающие с аэрогелем в течение длительного времени, должны носить перчатки, чтобы предотвратить появление на коже сухих ломких пятен.

Небольшой цвет у него есть происходит из – за релеевское рассеяние на более короткие длины волн в видимом свете с помощью нано-размера дендритной структуры. Это заставляет его казаться дымчато-синим на темном фоне и желтоватым на ярком фоне.

Сами по себе аэрогели гидрофильны , и если они впитывают влагу, они обычно претерпевают структурные изменения, такие как сжатие, и портятся, но разложение можно предотвратить, сделав их гидрофобными с помощью химической обработки. Аэрогели с гидрофобной внутренней частью менее подвержены разложению, чем аэрогели только с внешним гидрофобным слоем, особенно если трещина проникает через поверхность.

Каков предельно допустимый уровень воздействия аэрогелевой пыли?

Стандарт Агенства по производственной безопасности и гигиене труда (АПБГТ) США для аморфного кремнезема- (80 мг/м³)/(%SiO2). Метод выборочного исследования 7501 Национального института профессиональной безопасности и здоровья США подсчитывает % SiO2 на основе процентного содержания кристаллического кремнезема в образце. Поскольку содержание кристаллического кремнезема в аэрогеле составляет 0%, пылевые лимиты АПБГТ 15 мг/м³ (общая пыль) и 5 мг/м³ (вдыхаемая пыль) относятся и к воздействию аэрогелевой пыли. Стандарт Национального института профессиональной безопасности и здоровья для аморфного кремнезема- 6 мг/м³. В Германии максимально допустимая концентрация – 4мг/м³ (вдыхаемые частицы пыли).

Свойства и преимущества аэрогеля:

– высокая пористость. На 99,8%  состоит из воздуха,

– имеет рекорд по самой малой плотности у твердых тел — 1,9 кг/м³, это в 500 раз меньше плотности воды и всего в 1,5 раза больше плотности воздуха (кварцевые аэрогели),

– уникальный теплоизолятор. Имеет низкую теплопроводность – λ = 0,013 ~ 0,019 Вт/(м•К)  (в воздухе при нормальном атмосферном давлении) меньшую, чем теплопроводность воздуха (0,024 Вт/(м•К) (кварцевые аэрогели). Как утеплитель в 2-5 раз эффективнее традиционных утеплителей,

– температура плавления составляет 1200°C (кварцевый аэрогель),

– аэрогель является прочным материалом. Он выдерживает нагрузку в 2000 раз больше собственного веса,

– имеет низкий модуль Юнга,

– не сжимается, устойчив к деформации, имеет высокую прочность на растяжение,

– скорость распространения звука имеет самое низкое значение для твердого материала, что является важным преимуществом при создании шумоизоляционных материалов.Скорость звука в нем ниже скорости звука в газах,

– некоторые виды аэрогеля являются отличным сорбентом. Они в 7-10 раз эффективнее популярных современных сорбционных материалов,

– является устойчивым пористым веществом. Объем пор внутри аэрогеля в десятки раз превышает объем, занятый самим материалом. Данное свойство позволяет использовать аэрогель определенного состава в качестве катализатора в химических процессах с целью получения органических соединений. С другой стороны, его большая внутренняя емкость может быть использована для безопасного хранения определенных веществ, например, ракетного топлива, окислителя и пр.,

– отличная гидрофобность. Не впитывает влагу,

– обладает высокой жаропрочностью и термостойкостью. Имеет широкий рабочий температурный диапазон использования – от -200 °С  до +1000 (1200) °С. Без потерь сохраняет теплоизоляционные и механические характеристики при нагревании до не менее 1000°С,

– является негорючим материалом. Может использоваться также для огнезащиты различных конструкций,

– прозрачен (кварцевый аэрогель). Имеет показатель преломления света от 1,1 до 1,02. Из него можно изготавливать различные виды стекол,

– обладает достаточно высокой твердостью,

– долговечность,

– экологичен и безопасен для человека и окружающей среды,

– имеет большую удельную площадь внутренней поверхности. Она составляет порядка 300-1000 м2/г,

– химический состав аэрогеля можно регулировать, легко вводить в его состав различные добавки, что открывает новые возможности для его использования,

– устойчив к кислотам, щелочам, растворам,

– в тоже время является хрупким материалом.

Цель проекта

Проект предлагает создание промышленного производства наноструктурного аэрогеля AlOOH (1 т/год) по уникальной жидкометаллической технологии, разработанной в ГНЦ РФ – ФЭИ (Обнинск). В результате реализации проекта будет создана компания мирового уровня по производству наноматериала, являющегося эффективным технологическим компонентом-модификантом для изготовления нового поколения керамик (сенсорных, конструкционных), сорбентов, резинотехнических изделий, тепловой изоляции, существенно превосходящих предыдущие поколения рассматриваемых изделий по эксплуатационным характеристикам.

Малый объем

Теплоизоляционные материалы компании Aspen Aerogels – самые тонкие утеплители, представленные на мировом рынке. Слой всего в 5 мм изолирует от сверхнизких или очень высоких температур

За счет меньшей толщины изоляции при применении теплоизоляционных материалов на основе аэрогеля более эффективно используется объем технологических помещений, существенно сокращается объем объекта строительства, при этом СНиП соблюдается в полном объеме.

Ниже приведены примеры теплоизоляции Aspen Aerogels на трубах, где графически показана толщина наносимого материала.

Горячие процессы	Холодные процессы

Аэрогель

Аэрогель – класс материалов, представляющих собой гель.

Аэрогель – класс материалов, представляющих собой гель, в котором жидкая фаза полностью замещена газообразной, вследствие чего вещество обладает рекордно низкой плотностью, всего в полтора раза превосходящей плотность воздуха, и рядом других уникальных качеств: твердостью, прозрачностью, жаропрочностью, чрезвычайно низкой теплопроводностью и отсутствием водопоглощения.

Аэрогель, что это за материал?

Аэрогель (от лат. aer — воздух и gelatus — замороженный) – класс материалов, представляющих собой гель, в котором жидкая фаза полностью замещена газообразной, вследствие чего вещество обладает рекордно низкой плотностью, всего в полтора раза превосходящей плотность воздуха, и рядом других уникальных качеств: твердостью, прозрачностью, жаропрочностью , чрезвычайно низкой теплопроводностью и отсутствием водопоглощения.

Нередко аэрогель называют “замороженным дымом” из-за его внешнего вида. С виду он чем-то походит на застывший дым. На ощупь аэрогель напоминает легкую, но твердую пену, что-то вроде пенопласта.

Аэрогель представляет собой древовидную сеть из объединенных в кластеры наночастиц размером 2-5 нм, жестко соединенных между собой. Этот каркас занимает малую часть объема от 0,13 до 15%, все остальное приходится на поры.

Аэрогели относятся к классу мезопористых материалов.

Распространены аэрогели различной природы: как неорганической – на основе аморфного диоксида кремния (SiO₂) , глинозёмов (Al₂O₃), графена (называется аэрографен), графита (называется аэрографит ), а также оксидов хрома и олова, так и органической – на основе полисахаридов, силикона, углерода . В зависимости от основы аэрогели проявляют различные свойства. Вместе с тем имеются общие свойства, характерные для всего класса данного материала.

Как теплоизолятор изготавливается в виде матов, рулонов.

Свойства и преимущества аэрогеля:

– высокая пористость. На 99,8% состоит из воздуха,

– имеет рекорд по самой малой плотности у твердых тел — 1,9 кг/м³, это в 500 раз меньше плотности воды и всего в 1,5 раза больше плотности воздуха (кварцевые аэрогели),

– уникальный теплоизолятор. Имеет низкую теплопроводность – λ = 0,013

0,019 Вт/(м•К) (в воздухе при нормальном атмосферном давлении) меньшую, чем теплопроводность воздуха (0,024 Вт/(м•К) (кварцевые аэрогели). Как утеплитель в 2-5 раз эффективнее традиционных утеплителей,

– температура плавления составляет 1200°C (кварцевый аэрогель),

– аэрогель является прочным материалом. Он выдерживает нагрузку в 2000 раз больше собственного веса,

– имеет низкий модуль Юнга,

– не сжимается, устойчив к деформации, имеет высокую прочность на растяжение,

– скорость распространения звука имеет самое низкое значение для твердого материала, что является важным преимуществом при создании шумоизоляционных материалов. Скорость звука в нем ниже скорости звука в газах,

– некоторые виды аэрогеля являются отличным сорбентом. Они в 7-10 раз эффективнее популярных современных сорбционных материалов,

– является устойчивым пористым веществом. Объем пор внутри аэрогеля в десятки раз превышает объем, занятый самим материалом. Данное свойство позволяет использовать аэрогель определенного состава в качестве катализатора в химических процессах с целью получения органических соединений. С другой стороны, его большая внутренняя емкость может быть использована для безопасного хранения определенных веществ, например, ракетного топлива , окислителя и пр.,

– отличная гидрофобность. Не впитывает влагу,

– обладает высокой жаропрочностью и термостойкостью. Имеет широкий рабочий температурный диапазон использования – от -200 °С до +1000 (1200) °С. Без потерь сохраняет теплоизоляционные и механические характеристики при нагревании до не менее 1000°С,

– является негорючим материалом. Может использоваться также для огнезащиты различных конструкций,

– прозрачен (кварцевый аэрогель). Имеет показатель преломления света от 1,1 до 1,02. Из него можно изготавливать различные виды стекол ,

– обладает достаточно высокой твердостью,

– экологичен и безопасен для человека и окружающей среды,

– имеет большую удельную площадь внутренней поверхности. Она составляет порядка 300-1000 м 2 /г,

– химический состав аэрогеля можно регулировать, легко вводить в его состав различные добавки, что открывает новые возможности для его использования,

– устойчив к кислотам, щелочам, растворам,

– в тоже время является хрупким материалом.

Применение аэрогеля:

– в научных исследованиях в области ядерной физики,

– для теплоизоляции зданий, сооружений, складов, холодильников, нефтепроводов, труб, прочих объектов и оборудования,

Видео описание

Аэрогель – из чего это сделано.

На основе стеклохолста

Любой строитель может подтвердить, что неподвижный воздух всегда являлся самой лучшей теплоизоляцией для стен и фундаментов зданий. Отсюда и пустотелый кирпич, полые перекрытия, колодцевая кладка или двойные стены в бетонных многоэтажных домах. Но время порой делает приятные сюрпризы – так случилось и на этот раз.

Аэрогель на основе стекловолокна сейчас имеет более низкую теплопроводность, нежели воздух и сохраняет свою эффективность при температуре от -200°C до 650°C, то есть, в естественных условиях такая изоляция попросту не имеет равных. Материал относится к классу НГ (не горючий) и имеет высокую устойчивость к открытому пламени. Такие полотна, где используется кварцевый порошкообразный аэрогель, имеют толщину не более 2-6 мм.

Где его применяют:

• изоляция бытовых и промышленных холодильников, морозильных камер;
• защита теплотрасс с надземным и подземным монтажом;
• в промышленности используют для защиты холодного и горячего водоснабжения (ХВС/ГВС);
• изоляция трубопроводов любого типа;
• для электрических бойлеров и других емкостей;
• защита от образования конденсата на строительных, технических и научно-исследовательских объектах;
• криогенная техника и оборудование;
• изоляция вентиляционных каналов, шахт и кессонов;
• утепление специализированной/обычной одежды и обуви;
• для защиты стен, фундаментов, кровель, лоджий, балконов, бань и саун.

Рекомендация: для парных бань и саун больше всего подходит фольгированный аэрогель, так как он одновременно служит тепло- и гидроизоляцией. Кроме того, алюминиевая фольга способна отражать инфракрасное (тепловое) излучение, что значительно облегчает устройство подобных мест гигиены и отдыха.

Американская компания Aspen Aerogels на сегодняшний день предлагает для легкой промышленности свою продукцию Aerotherm толщиной от 2 до 3 мм. При этом производители могут поставлять свой товар, заблаговременно раскроив его по лекалам заказчика либо в виде холста или универсальной подкладки/подложки, из которого покупатель сам делает элементы для одежды и обуви.

В данном случае используется кремниевый аэрогель, который более чем на 90% состоит из воздуха. Для сравнения: пенополистирол или Пенопласт ПСБ-С состоит из газа только на 60%, и большинство людей считают его одним из лучших утеплителей во всех сферах. Материал является необычайно прочным, гибким и эффективным для экстремальных ситуаций. Именно по этой причине из него шьют лучшие защитные костюмы и обувь не только для полярников, но и для пожарников. Очень большим спросом Aerotherm пользуется у всех, кто занимается зимними видами спорта и, конечно же, в военной промышленности.

Из какого бы материала не шилась обувь, её теплота, в основном, всегда будет зависеть от низкой теплопроводности подошвы, ведь холодные потоки проникают именно снизу, при соприкосновении ступни с землей. Примечательно, что толщина такой стельки всего 2 мм, а это означает, что её можно вставить в любую зимнюю обувь и это будет гораздо эффективнее нескольких пар шерстяных носков! Примечательно, что такая прокладка защитит стопу не только от холода, но и от жара, если случайно наступить на какой-либо раскалённый предмет. 

Теплая куртка-парка Xiaomi

Аэрогелевая куртка Xiaomi DMN, которую вы видите на верхней фотографии, получила 66 (!) патентов на оригинальные решения, которые применялись в создании этой зимней одежды. Но покупателя, прежде всего, интересуют её эксплуатационные качества.

Если сравнивать Xiaomi с другой одеждой, то по теплозащите с ней может сравниться пуховик толщиной 40 мм, а у этой куртки всего 3 мм (!) толщины – вы только вдумайтесь, какой прорыв принесли аэрогели! А ведь указанные выше 3 мм, это не толщина теплоизоляции – это суммарная толщина трёх слоёв: сверху водонепроницаемая защита от атмосферных осадков, посредине аэрогелевый утеплитель и снизу ткань, содержащая ионы серебра. Для жителей Крайнего Севера, да и любых холодных регионов такая одежда просто панацея от самых лютых морозов!

Простота монтажа

Изоляция отводов

Изделия для изоляции отводов поставляются в виде плоских элементов, что позволяет сократить транспортный объем и время монтажа

рис. 1	рис. 2	рис. 3	рис. 4

•  Изделия упаковываются и транспортируются в плоском виде (рис. 1).
•  Изделия для изоляции отводов (в т.ч. многослойные) монтируются и фиксируются по месту (рис. 2, рис. 3).
•  Поверхность готовой теплоизоляционной конструкции защищается паронепроницаемым и влагонепроницаемым покрытием (рис. 4).

Применение аэрогеля максимально упрощает монтаж изоляции труб отопления, водоснабжения, канализации и технологических трубопроводов, а также фитингов и технологического оборудования непосредственно на местах.

Изоляция прямых участков