Warm Halten mit Nanotechnologie: Aerogel Isolierung

Durch Willen Soutter

Themen Umfaßt

Einleitung
Aerogel: Ein Überblick
Isolierung im Platz
HandelsAerogel-Isolierung
     Spacetherm®
     Thermablok®
     Nansulate®
Neuentwicklungen
Zukunft der Nano--Isolierung
Quellen

Einleitung

Das Halten warm ist ein bedeutendes Interesse für viele Leute während der Wintermonate. Steigende Brennstoffkosten bedeuten, dass das, ein Haus im kühlen Wetter warm gerade zu halten sein kann ein Kampf und gute Isolierung wesentlich ist, Kosten handlich zu halten.

Neuentwicklungen in der Materialwissenschaft und in der Nanotechnologie haben die Entwicklung von neuen Methoden für Wärmedämmung aktiviert. Aerogel ist ein nanostructured Material, das als materielle Wahl für Isolierung in vielen Anwendungen, von den Häusern und von den Handelsgebäuden zu den Ölpipelines und zu den Raumsonden mehr und mehr populär wird. Aerogelisolierung wird gesagt, um ungefähr 40mal zur Verfügung zu stellen, welche, die Isolierung vom Fiberglas, das seinen Gebrauch in Platz-eingeschränkten Szenario erlaubt und sogar in isolierenden Glaspanels zur Verfügung stellte.

Während viele der kommerziellen Anwendungen bis jetzt im Bau sind, findet Aerogelisolierung Anwendungen in den Tiefseegas- und -schmierölrohren, in den medizinischen Geräten und in den Platzschiffen. Technische Fortschritte zu den traditionellen Aerogelen haben viele dieser Anwendungen aktiviert, und, dieses neue Material Handels- lebensfähig zu machen nach und nach fortfahren.

Trotz es ist unglaublich leicht und fast transparentes Aussehen, Aerogel ist sehr stark. Dieses Bild zeigt einen 2 g Block des Aerogels einen 2,5 Kilogramm-Ziegelstein unterstützend. Bildkredit: Die NASA

Aerogel: Ein Überblick

` Aerogel' ist ein in hohem Grade poröser, fester Schaumgummi, mit gut verbundenen nanostructures. Es wird im Allgemeinen vom Silikon gemacht und kann einige Formen und Formulare haben. Jedoch sind organische Polymere, Kohlenstoff, Kupfer, Gold und Halbleiter nanostructures auch zur Formung von Aerogelen fähig. Ungefähr 99,8% der Aerogelzelle ist nichts aber dünne Luft, gibt ihm ein gespenstisches Aussehen und erwirbt ihm den Namen ` festen Rauches'. Aerogele werden durch Abdampfengele an den hohen Temperaturen produziert.

Die Schlüsseleigenschaften von Aerogelen sind unten aufgeführt:

  • Extreme Leichtigkeit - Dichtereichweite - 0,0011 bis 0,5 g cm-3
  • Niedrige Wärmeleitfähigkeit
  • Niedrige mitllere freie Weglänge der Diffusion
  • Hohe spezifische Fläche für Nichtpulver Materialien
  • hochfest
  • Niedriger Brechungskoeffizient
  • Niedrige fehlerfreie Drehzahl
  • Niedrige Dielektrizitätskonstante

Die bedeutenden Anwendungen von Aerogelen sind die folgenden:

  • Als Isoliermaterial in den Spacesuits
  • Zu Kometenstaub erfassen
  • In isolierenden Behörden und in Wandisolierung

Isolierung im Platz

Im Jahre 2006 führte die Kryogenik-Testlaboratorium die NASA-Kennedy Space Centers die körperlichen und thermischen Kennzeichnungen von Aerogelraupen unter Kälteerzeugendvakuumbedingungen durch. Die Isolierungsanlagen, die auf Aerogelen basierten, wurden studiert, um die Leistung von Aerogelen in den Platzprodukteinführungsanwendungen zu erhöhen. Diese nanoporous Materialien wurden gefunden, um für Wärmedämmungsanlagen ideal zu sein, da sie nicht cryopump nach der Anfangsphase von Cooldown und von thermischer Stabilisierung taten. Forschung und Entwicklung liefen seitdem, das Arbeiten von Isolierungsanlagen in den Platzträgerraketen wie dem Raumfähre-Außentank zu erhöhen.

Jedoch nach Ansicht der die NASA-Wissenschaftler, ist die Flexibilität von herkömmlichen Silikon-basierten Aerogelen nicht genug für Gebrauch in den Verlangsamern genügend. Zu dieses, Forscher vom Forschungszentrum der NASAS Glenn und neuentwickelte Aerogele Ohio-LuftfahrtInstituts unter Verwendung der Hochtemperaturpolymere anpacken, die ungefähr 90% waren, die porös, ultradünn, flexibler sind und ungefähr 500mal stärker als die Silikon-basierten Aerogele. Sie glauben, dass diese neuen Aerogele die raue Atmosphäre in Mars überleben können, während sie an bis zu 400°C intakt sein können und für Gebrauch in den Verlangsamern ideal sind.

Eine Nahaufnahme der feinen Polymerfasern, die die Zelle des Aerogels bilden. Bildkredit: Die NASA

Das Team machte auch ein Aerogel unter Verwendung OAPS, ein 50-50 Mole% Mischung von 2,2' - dimethylbenzidine und 4,4' - oxydianiline und von 3,3', 4,4' - biphenyltetracarboxylic dianhydride. Die 50/50 Kombination von Aminen aktiviert gute Feuchtigkeitsbeständigkeit und flexiblilty im Aerogel, nach Ansicht der Wissenschaftler. Die Forschungsgruppe wird ganz eingestellt, um Boeing zu verbinden, um ihr neues Aerogel an den Magnetfeldern der hohen Wärme zu prüfen, die, es beim Eintragen der Atmosphäre von Mars würde widerstehen müssen.

Die Entwicklung von Aerogelen von Silikon-basiertem zu den Polymer-basierten Materialien ist in großem Maße dank solche Forschung durch die NASA. Sowie Haben von überlegenen thermischen und mechanischen Eigenschaften, ergibt Produktion von Polymeraerogelen auch beträchtlich weniger Chemikalienabfall.

HandelsAerogel-Isolierung

Dank seine eindeutigen Eigenschaften, Aerogel ist bereits Handels- zu den Isolierungszwecken weit verbreitet. Etwas von dem erhältlichen heutigen Tag der Schlüsselaerogelisolierungs-Produkte werden unten behandelt:

Spacetherm®

Spacetherm® ist eine Wärmedämmung von der Proktorgruppe, die wertvollen Platz spart, ohne das Außengewebe des Gebäudes zu ändern. Spacetherm wird eigenständig angegeben und zurechtgeschnitten oder lamelliert zu einigen Einfassungen, um einzelnen Anforderungen zu entsprechen. Seine bemerkenswerte Leistung wird durch den Gebrauch der flexiblen Aerogelzudecken erzielt. Die Isolierung, die in Spacetherm verwendet wird, ist ein Material, das vom Kieselgel berechnet wird.

Spacetherm bietet einen K-Faktor von 0,014 W/mK an, widersteht Schimmelbildung und konsequenter thermischer Leistung im Laufe einer 50-jährigen Produktlebenszeit. Das Material, das verwendet wird, ist umweltfreundlich und hat fast keinen Ozonabbau und Treibhausgasemissionen, die mit ihm verbunden sind.

Thermablok®

Die Aerogelisolierungstechnologie Verwendend, die von der NASA entwickelt wird, ist das höchste Isoliermaterial im Bestehen -® Thermablok - ein in hohem Grade effizientes, Aerogel-basiertes Isoliermaterial das das leitfähiges „überbrückende Thermal der Brüche“ und kann erhöhen den Gesamtwand R-Wert durch mehr als 40%.

Aerogel ist schwierig, sich dem meisten Gebrauch wegen seiner Zerbrechlichkeit anzupassen gewesen. Das patentierte Thermablok-Material gleicht dieses aus, indem es eine eindeutige Faser verwendet, um eine eigene Formel des Aerogels zu verschieben, damit es beim seine erstaunlichen Isolierungseigenschaften noch beibehalten verbogen werden oder komprimiert werden kann.

Jetzt erhältlich für das Bauwesen, ein 3/8-inch x 1 ½ - Streifen des Inch (6.25mm x 38mm) von Thermablok fügte jedem Stehbolzen hinzu, bevor hängende Trockenmauer das überbrückende Thermal anpacken und maximalen R-Faktor Wert erzielen kann. Dank seine hydrophoben Eigenschaften, Thermablok altern nicht, formen oder Mehltau. Thermablok-Aerogelisoliermaterial ist Umwelt- sicher und recyclebar.

Thermablok-Aerogelisolierung besteht einen Verbundwerkstoff, der aus dem Aerogel besteht, das innerhalb einer Fiberglasgrundmasse eingebettet wird. Erhältlich in den selbstklebenden Streifen, die leicht zum Stehbolzen anbringen, Thermablok wartet seinen R-Wert im Laufe der Zeit, unter einer großen Auswahl von Bedingungen. Thermablok stellt Aerogelisolierung für Haupt- und gewerbliche Nutzung zur Verfügung.

Nansulate®

Nansulate-® Energieeinsparung und Aktivposten-Schutz-Beschichtungen sind die award-winningprodukte, die durch die Wissenschaft der Nanotechnologie angeschaltet werden. Sie bieten eine in hohem Grade effektive Kombination des Nutzens an, die Wärmedämmung, Korrosionsbeständigkeit, Formwiderstand, Feuchtigkeitsbeständigkeit, UV-Beständigkeit, Chemikalienbeständigkeit, Flammenwiderstand und Leitungskabeleinschalung umfassen.

Diese patentierte Technologie ist seit 2004 erhältlich gewesen und hat die energiesparenden und schützenden Lösungen für industrielles, Handels, Regierung und Wohnabnehmer auf der ganzen Welt zur Verfügung gestellt. Nansulate-® Beschichtungen werden im USA hergestellt und sind umweltfreundliche, niedrige VOC-Beschichtungen, die gutes Energiesparen liefern.

Neuentwicklungen

Vor Kurzem haben Cabot-Aerogel und Advanced Glazings Ltd. gemeinsam die Isolierglaslösungen entwickelt, die Flexibilität in der architektonischen Gestaltung, in der hohen thermischen Leistungsfähigkeit und in der Lichtstreuung kennzeichnen, genannt SOLERA-® + Lumira-® R5 Anlagen. Sie kennzeichnen ein 1-Zoll dickes Panel mit den Glasgeräten, die mit Lumira-Aerogel isoliert werden, das Sonnenlicht zerstreut und grellen Glanz, brenzlige Stellen und Schatten löscht.

Diese Hochleistungsanlagen liefern außergewöhnliche Wärmeschutz- und Glanzregelung und dauerhafte Tagesbeleuchtungsanlagen. Diese Aerogel Isolierglasgeräte haben viele aufregenden Möglichkeiten erschlossen, damit Designer diese Beleuchtungen in einer großen Auswahl von Gebäuden von den Schulen an den medizinischen Teildiensten anwenden. Baulösungen unter Verwendung des Aerogels sind wahrscheinlich, besonders für Lager und Handelsgebäude, aber in zunehmendem Maße im Wohnungsbau mehr und mehr populär in naher Zukunft zu werden auch.

NanoLabs Corp. ist vor kurzem ein provisorisches Patent für seine hoch entwickelte Wärmedämmungsbeschichtung, ein Schlüsselmeilenstein für die nanotech Firma herausgegeben worden. Es glaubt, dass dieses provisorische Patent der Firma hilft, ihr neues Nano-Wärmedämmungsprodukt in Partnerschaft mit anderen Firmen in der Industrie in den Handel zu bringen. Dieses auch beschichten bietet Schutz gegen Feuer und Wärme bis zu °C ungefähr 1.500 an (2732°F). Die Nano-beschichtung kann an den Holz- oder Metalloberflächen angewendet werden und ist- Rost, wasser- und korrosionsbeständig, ist so in hohem Grade dauerhaft. Nano-Labors hofft, diese neue Beschichtung in Serienfertigung herzustellen und sie wirtschaftlich und Handels- lebensfähig zu machen für Gebrauch in allen möglichen Anwendungen.

Zukunft der Nano--Isolierung

Der globale Aerogelmarkt, der im Jahre 2008 über $82,9 Million erklärt wird und ist wahrscheinlich, $646,3 Million bis 2013 zu berühren, getrieben durch Nachfrage in den akustischen und Thermal- und Isolierungsanwendungen. Trotz dieses werden für Preis zur Zeit verfügbare Aerogelisolierungsprodukte in hohem Grade festgesetzt und ihr Gebrauch wird auf einige Pilotprojekte eingeschränkt. Die spätesten Entwicklungen in den Aerogelmaterialien, wie Nano-polymer Aerogelen mit besseren mechanischen Eigenschaften, sind in der frühen Entwicklungsphase jetzt.

Die Schlüsselherausforderung, damit Aerogele Marktanteil sind, eine kosteneffektive Methode für das In Serienfertigung herstellen von stärkeren und helleren Aerogelen zu finden gewinnen. Passend zu diesem, sind möglicherweise erschwingliche Aerogele für Verbraucheranwendungen nicht für einige Jahre erhältlich.

Grundlegend jedoch werden Aerogele nicht von den teuren Rohstoffen gemacht, und ihre unglaublichen thermischen Eigenschaften macht sie Ideal für Spezialistenanwendungen. Zunehmende Annahme in diesen Nischenbereichen treibt hinunter die Kosten der Aerogelisolierung, und vor zu lang Ihnen kann dieses unglaubliche Material finden, Ihr Haus im Winter warm zu halten!

Quellen

Date Added: Nov 20, 2012 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 12:22

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