El Mantener Caliente con Nanotecnología: Aislante del Aerogel

Por la Voluntad Soutter

Temas Revestidos

Introducción
Aerogel: Una Reseña
Aislante en Espacio
Aislante Comercial del Aerogel
     Spacetherm®
     Thermablok®
     Nansulate®
Recientes Desarrollos
Futuro del Nano-Aislante
Fuentes

Introducción

El Mantener caliente es una preocupación importante por mucha gente durante los meses de invierno. Los costes del combustible Crecientes significan que eso apenas mantener una casa caliente tiempo frío puede ser una lucha, y el buen aislante es vital mantener costos manejables.

Los Recientes desarrollos en la ciencia material y nanotecnología han activado el revelado de los métodos nuevos para el aislamiento térmico. El Aerogel es un material nanostructured que está llegando a ser cada vez más popular como opción material para el aislante en muchas aplicaciones, de casas y de edificios comerciales a los oleoductos y a las antenas de espacio. El aislante del Aerogel se dice para proporcionar a cerca de 40 veces que el aislante proporcionó por la fibra de vidrio, que permite su uso en decorados espacio-reservados, e incluso en paneles de cristal que aislaban.

Mientras Que muchas de las aplicaciones comerciales están hasta ahora en la construcción, el aislante del aerogel encuentra aplicaciones en tubos del gas y de aceite del mar profundo, aparatos médicos y vasos del espacio. Las mejorías Tecnológicas a los aerogeles tradicionales han activado muchas de estas aplicaciones, y continúan hacer este material nuevo progresivamente más comercialmente viable.

A Pesar De él es increíblemente ligero y el aspecto casi transparente, aerogel es muy fuerte. Esta imagen muestra un bloque de 2 g del aerogel que utiliza un ladrillo de 2,5 kilogramos. Haber de Imagen: NASA

Aerogel: Una Reseña

El Aerogel del `' es una espuma altamente porosa, sólida, con nanostructures bien conectados. Se hace del sílice y puede generalmente tener varias dimensiones de una variable y formularios. Sin Embargo, los nanostructures orgánicos de los polímeros, del carbón, del cobre, del oro y del semiconductor son también capaces de formar aerogeles. Cerca De 99,8% de la estructura del aerogel no es nada sino aire fino, dándole un aspecto fantasmal y ganándole el nombre del humo sólido del `'. Los Aerogeles son producidos por los geles de la sequedad en las temperaturas altas.

Las propiedades dominantes de aerogeles son mencionadas abajo:

  • Ligereza Extrema - rango de la densidad - 0,0011 a 0,5 g cm-3
  • Conductividad térmica Inferior
  • Camino libre medio Inferior de la difusión
  • Alta superficie específica para los materiales del no-polvo
  • de alta resistencia
  • Índice de refracción Inferior
  • Velocidad sana Inferior
  • Constante dieléctrica Inferior

Las aplicaciones mayores de aerogeles son las siguientes:

  • Como material que aísla en spacesuits
  • Para capturar el polvo del cometa
  • En tarjetas y el aislante de la pared que aíslan

Aislante en Espacio

En 2006, el Laboratorio de Prueba de la Criogénica del Centro Espacial Kennedy de la NASA realizó caracterizaciones físicas y térmicas de los bordes del aerogel bajo condiciones del criogénico-vacío. Los sistemas del Aislante basados en aerogeles fueron estudiados para aumentar el funcionamiento de aerogeles en aplicaciones del lanzamiento del espacio. Estos materiales nanoporous fueron encontrados para ser ideales para los sistemas del aislamiento térmico, pues no lo hicieron cryopump después de la fase inicial del cooldown y de la estabilización térmica. La Investigación y desarrollo estaba en curso desde que aumentar el funcionamiento de los sistemas del aislante en vehículos de lanzamiento del espacio tales como el Tanque Externo del Transbordador Espacial.

Sin Embargo, según los científicos de la NASA, la adaptabilidad de aerogeles sílice-basados convencionales no es bastante suficiente para el uso en desaceleradores. Para abordar esto, investigadores del Centro de Investigación de la NASA Glenn y aerogeles recientemente desarrollados del Instituto Aeroespacial de Ohio usando los polímeros des alta temperatura, que eran los cerca de 90% porosos, ultrafinos, más flexibles y cerca de 500 veces más fuertes que los aerogeles sílice-basados. Creen que estos nuevos aerogeles pueden sobrevivir la atmósfera dura en Marte mientras que pueden estar intactos en hasta 400°C y son ideales para el uso en desaceleradores.

Una imagen del primer de las fibras finas del polímero que componen la estructura del aerogel. Haber de Imagen: NASA

Las personas también hicieron un aerogel usando OAPS, 50-50 de la mezcla del espolón % de 2,2' - dimethylbenzidine y 4,4' - oxydianiline, y 3,3', 4,4' - dianhydride biphenyltetracarboxylic. La combinación de 50/50 de aminas activa buena resistencia de humedad y el flexiblilty en el aerogel, según los científicos. Fijan al grupo de investigación todo para ensamblar Boeing para probar su nuevo aerogel en los flux de alto calor que necesitaría soportar mientras que incorporaba la atmósfera de Marte.

La evolución de aerogeles de sílice-basado a los materiales polímero-basados es en gran parte gracias a tal investigación de NASA. Así como tener propiedades térmicas y mecánicas superiores, la producción de aerogeles del polímero también da lugar importante a menos desecho de la substancia química.

Aislante Comercial del Aerogel

Los Gracias a sus propiedades únicas, aerogel son ya ampliamente utilizados comercialmente para los propósitos del aislante. Algo del hoy disponible del aerogel de los productos dominantes del aislante se discute abajo:

Spacetherm®

Spacetherm® es un aislamiento térmico del grupo del Procurador que salva el espacio valioso sin la alteración del tejido exterior del edificio. Spacetherm se suministra en sus el propio y se corta a la medida o se lamina a varias caras para adaptarse a requisitos individuales. Su funcionamiento notable se logra con el uso de las mantas flexibles del aerogel. El aislante usado en Spacetherm es un material derivado del gel de sílice.

Spacetherm ofrece un Factor K de 0,014 W/mK, resiste incremento de molde, y funcionamiento térmico constante a lo largo de un curso de la vida del producto de 50 años. El material usado es respetuoso del medio ambiente, y no tiene casi ninguna reducción del nivel de ozono y emisión de gases de efecto invernadero asociadas a él.

Thermablok®

Utilizando la tecnología del aislante del aerogel desarrollada por la NASA, el material que aísla más alto de la existencia - Thermablok® - es un material que aísla muy eficiente, aerogel-basado por el cual termal conductora de los interruptores “que puentea” y puede aumentar el R-Valor total de la pared más el de 40%.

El Aerogel ha sido difícil de adaptarse a la mayoría de las aplicaciones debido a su fragilidad. El material patentado de Thermablok vence esto usando una fibra única para suspender una fórmula propietaria del aerogel para poderlo estar doblado o comprimir mientras que todavía conserve sus propiedades asombrosas del aislante.

Ahora disponible para el sector de la construcción, un 3/8-inch x 1 ½ - la cinta de la pulgada (6.25m m x 38m m) de Thermablok agregó a cada poste antes de que la mampostería seca colgante pueda abordar la termal que puentea y lograr valor máximo del R-Factor. Los Gracias a sus propiedades hidrofóbicas, Thermablok no envejecerán, no moldearán, o moho. El material que aísla del aerogel de Thermablok es ambientalmente seguro y reciclable.

El aislante del aerogel de Thermablok se compone de un material compuesto que consiste en el aerogel embutido dentro de una matriz de la fibra de vidrio. Disponible en las cintas autas-adhesivo que asocian fácilmente al poste, Thermablok mantiene su R-Valor en un cierto plazo, bajo una amplia gama de condiciones. Thermablok hace el aislante del aerogel disponible para el uso casero y comercial.

Nansulate®

El Ahorro De La Energía® de Nansulate y las Capas de la Protección del Poderío son productos premiados movidos por motor por la ciencia de la nanotecnología. Ofrecen una combinación altamente efectiva de las ventajas que incluyen el aislamiento térmico, la resistencia a la corrosión, la resistencia del molde, la resistencia de humedad, la resistencia ULTRAVIOLETA, la resistencia química, la resistencia de la llama, y la encapsulación del terminal de componente.

Esta tecnología patentada ha estado disponible desde 2004 y ha estado proporcionando a las soluciones ahorros de energía y protectoras para industrial, comercial, el gobierno y los clientes residenciales en todo el mundo. Las Capas® de Nansulate se hacen en los E.E.U.U. y son las capas favorables al medio ambiente, inferiores del VOC que proporcionan a buenos ahorros de la energía.

Recientes Desarrollos

Recientemente, Aerogel de Cabot y Advanced Glazings Ltd. han desarrollado en común las soluciones de cristal aisladas que ofrecen adaptabilidad en diseño arquitectónico, alta eficiencia térmica, y la difusión pálida, llamó los sistemas® de SOLERA +® de Lumira R5. Ofrecen un panel grueso de 1 pulgada con las unidades de cristal aisladas con el aerogel de Lumira, que difunde luz del sol y quita resplandor, manchas calientes y sombras.

Estos sistemas del alto rendimiento proporcionan a mando excepcional de la protección térmica y del resplandor y a sistemas sostenibles de la luz del día. Estas unidades de cristal aisladas aerogel han abierto muchas posibilidades emocionantes de proyectistas para aplicar estos alumbrados en una amplia gama de edificios de escuelas a los recursos médicos. Las soluciones de la Construcción usando aerogel son probables llegar a ser cada vez más populares en un futuro próximo, determinado para los almacenes y los edificios comerciales, pero cada vez más en la construcción residencial también.

NanoLabs Corp. recientemente se ha publicado una patente provisional para su capa avanzada del aislamiento térmico, una piedra miliaria dominante para la compañía del nanotech. Cree que esta patente provisional ayudará a la compañía a comercializar su producto nano nuevo del aislamiento térmico en colaboración con otras compañías en la industria. Este recubrimiento también ofrece la protección contra el fuego y el calor hasta el °C cerca de 1.500 (2732°F). La nano-capa se puede aplicar a las superficies de madera o de metal y es herrumbre, agua y resistente a la corrosión, así es altamente duradera. Los Laboratorios Nanos esperan producir en masa esta capa nueva y hacerla económicamente y comercialmente viable para el uso en todas las aplicaciones posibles.

Futuro del Nano-Aislante

El mercado global del aerogel explicado en 2008 cerca de $82,9 millones y es probable tocar $646,3 millones en 2013, impulsado por demanda en las aplicaciones acústicas y la termal y del aislante. A Pesar De esto, los productos actualmente disponibles del aislante del aerogel se valoran altamente y su uso se restringe a algunos proyectos pilotos. Los últimos progresos de materiales del aerogel, tales como aerogeles del nano-polímero con mejores características mecánicas, ahora son en la fase de revelado temprana.

El reto dominante para que los aerogeles ganen la cuota de mercado será encontrar un método de poco costo para producir en masa aerogeles más fuertes y más pálidos. Debido a esto, los aerogeles asequibles para las aplicaciones del consumidor pueden no estar disponibles por algunos años.

Fundamental, sin embargo, los aerogeles no se hacen de las materias primas costosas, y sus propiedades térmicas increíbles les hacen el ideal para las aplicaciones del especialista. ¡La adopción Cada Vez Mayor en estas áreas del lugar impulsará abajo del costo de aislante del aerogel, y antes de usted puede encontrar demasiado de largo este material increíble el mantener de su casa caliente el invierno!

Fuentes

Date Added: Nov 20, 2012 | Updated: Jun 25, 2014

Last Update: 26. June 2014 00:25

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