Conservazione Caldo con Nanotecnologia: Isolante dell'Aerogel

Dalla Volontà Soutter

Argomenti Coperti

Introduzione
Aerogel: Una Generalità
Isolante nello Spazio
Isolante Commerciale dell'Aerogel
     Spacetherm®
     Thermablok®
     Nansulate®
Sviluppi Recenti
Futuro di Nano-Isolante
Sorgenti

Introduzione

La Conservazione caldo è una preoccupazione importante per molta gente durante i periodi invernali. I costi del carburante Crescenti significano che quello appena tenere una casa calda in freddo può essere una lotta ed il buon isolante è vitale da tenere i costi trattabili.

Gli sviluppi Recenti in scienza dei materiali e nanotecnologia hanno permesso all'elaborazione dei metodi novelli per isolamento termico. L'Aerogel è un materiale nanostructured che sta diventando sempre più popolare come scelta materiale per isolante in molte applicazioni, dalle case e dai beni immobili commerciali agli oleodotti ed alle sonde spaziali. L'isolante dell'Aerogel è detto per fornire circa 40 volte che l'isolante ha fornito da vetroresina, che permette il suo uso negli scenari spazio-limitati e perfino in comitati di vetro d'isolamento.

Mentre molte delle applicazioni commerciali finora sono nella costruzione, l'isolante dell'aerogel trova le applicazioni in condutture del gas e del petrolio del mare profondo, apparecchi medici ed imbarcazioni dello spazio. I miglioramenti Tecnologici agli aerogel tradizionali hanno permesso a molte di queste applicazioni e continuano a rendere questo materiale novello progressivamente più commercialmente possibile.

Malgrado è incredibilmente leggero e l'aspetto quasi trasparente, aerogel è molto forte. Questa immagine mostra i 2 blocchetti di g dell'aerogel che supportano un mattone da 2,5 chilogrammi. Credito di Immagine: NASA

Aerogel: Una Generalità

L'Aerogel del `' è una schiuma altamente porosa e solida, con i nanostructures bene connessi. Generalmente è fatto della silice e può avere parecchi forme e moduli. Tuttavia, i nanostructures organici dei polimeri, del carbonio, del rame, dell'oro ed a semiconduttore sono egualmente capaci di formazione degli aerogel. Circa 99,8% della struttura dell'aerogel sono niente di ma aria sottile, dantegi un aspetto spettrale ed utile il nome del fumo solido del `'. Gli Aerogel sono prodotti dai gel dell'essiccamento alle temperature elevate.

I beni chiave degli aerogel sono elencati qui sotto:

  • Leggerezza Estrema - intervallo di densità - 0,0011 - 0,5 g cm-3
  • Conducibilità termica Bassa
  • Cammino libero medio Basso di diffusione
  • Alta area specifica per i materiali della non polvere
  • ad alta resistenza
  • Indice di rifrazione Basso
  • Velocità sana Bassa
  • Costante dielettrica Bassa

Le applicazioni principali degli aerogel sono le seguenti:

  • Come materiale isolante in tute spaziali
  • per catturare la polvere della cometa
  • Nelle schede e nell'isolante d'isolamento della parete

Isolante nello Spazio

Nel 2006, il Laboratorio di Prova della Criogenia del Centro Spaziale Kennedy della NASA ha eseguito le caratterizzazioni fisiche e termiche delle perle dell'aerogel nelle circostanze di criogenico-vuoto. I sistemi dell'Isolante basati sugli aerogel sono stati studiati per migliorare la prestazione degli aerogel nelle applicazioni del lancio dello spazio. Questi materiali nanoporous sono risultati ideali per i sistemi dell'isolamento termico, poichè non hanno fatto cryopump dopo la fase iniziale di stabilizzazione del termale e di cooldown. Ricerca e sviluppo erano in corso da allora migliorare il funzionamento dei sistemi dell'isolante in rampe spaziali dello spazio quale il Serbatoio Esterno della Navetta Spaziale.

Tuttavia, secondo gli scienziati della NASA, la flessibilità agli degli aerogel basati a silice convenzionali non è abbastanza sufficiente per uso in rallentatori. per affrontare questo, ricercatori dal Centro di Ricerca della NASA Glenn ed aerogel sviluppati di recente dell'Istituto Aerospaziale dell'Ohio facendo uso dei polimeri ad alta temperatura, che erano circa 90% porosi, ultrasottili, più flessibili e circa 500 volte più forti agli degli aerogel basati a silice. Credono che questi nuovi aerogel possano sopravvivere all'atmosfera dura in Marte mentre possono essere intatti fino a 400°C e sono ideali per uso in rallentatori.

Un'immagine del primo piano delle fibre fini del polimero che compongono la struttura dell'aerogel. Credito di Immagine: NASA

Il gruppo egualmente ha fatto un aerogel facendo uso di OAPS, della miscela da 50-50 mole un % di 2,2' - dimethylbenzidine e 4,4' - oxydianiline e di 3,3', 4,4' - dianhydride biphenyltetracarboxylic. La combinazione di 50/50 di ammine permette alla buona resistenza all'umidità e il flexiblilty nell'aerogel, secondo gli scienziati. Il gruppo di ricerca interamente è impostato per unire Boeing per provare il loro nuovo aerogel ai cambiamenti continui che di alto calore dovrebbe resistere a mentre forniva l'atmosfera di Marte.

L'evoluzione degli aerogel da basato a silice ai materiali basati a polimero è in gran parte grazie a tale ricerca dalla NASA. Così come avere il termale superiore e beni meccanici, la produzione degli aerogel del polimero egualmente provoca significativamente meno rifiuti chimici.

Isolante Commerciale dell'Aerogel

Grazie ai sui beni unici, aerogel è già commercialmente ampiamente usati per gli scopi dell'isolante. Alcuno dell'oggi disponibile dell'aerogel dei prodotti chiave dell'isolante è discusso qui sotto:

Spacetherm®

Spacetherm® è un isolamento termico dal gruppo del Proctor che risparmia lo spazio apprezzato senza alterare il fabbricato esteriore del bene immobile. Spacetherm è fornito da sè ed il taglio per graduare o è laminato ad una serie di rivestimenti per soddisfare le diverse esigenze. La Sua prestazione notevole è raggiunta con l'uso delle coperte flessibili dell'aerogel. L'isolante utilizzato in Spacetherm è un materiale derivato dal gel di silice.

Spacetherm offre un Fattore K di 0,014 W/mK, resiste alla crescita di muffa ed alla prestazione termica costante nel corso di una vita del prodotto da 50 anni. Il materiale utilizzato è ecologico e non ha quasi buco nell'ozono e emissioni di gas effetto serra connessi con.

Thermablok®

Utilizzando la tecnologia dell'isolante dell'aerogel sviluppata dalla NASA, il più alto materiale isolante in atto - Thermablok® - è ad un materiale isolante altamente efficiente e basato a aerogel da cui termale conduttivo delle rotture “che getta un ponte„ e può aumentare il R-Valore globale della parete più di 40%.

L'Aerogel è stato difficile da adattarsi alla maggior parte dei usi a causa della sua fragilità. Il materiale brevettato di Thermablok sormonta questo usando una fibra unica per sospendere una formula privata dell'aerogel in moda da poterlo essere piegato o compresso mentre ancora conservi i sui beni stupefacenti dell'isolante.

Ora disponibile all'edilizia, un 3/8-inch x 1 ½ - il nastro di pollice (6.25mm x 38mm) di Thermablok ha aggiunto ad ogni perno prima che il muro a secco d'attaccatura potesse affrontare il termale che getta un ponte e raggiungere il valore massimo di R-Fattore. Grazie ai sui beni idrofobi, Thermablok non invecchieranno, non modelleranno, o muffa. Il materiale isolante dell'aerogel di Thermablok è in condizioni ambientali sicuro e riciclabile.

L'isolante dell'aerogel di Thermablok si compone di un materiale composito che consiste dell'aerogel incassato all'interno di una matrice della vetroresina. Disponibile nei nastri autoadesivi che fissano facilmente al perno, Thermablok mantiene col passare del tempo il suo R-Valore, in una vasta gamma di circostanze. Thermablok mette a disposizione l'isolante dell'aerogel per sia uso domestico che commerciale.

Nansulate®

I Rivestimenti® della Protezione del Risparmio Energetico e del Bene di Nansulate sono prodotti premiati alimentati dalla scienza di nanotecnologia. Offrono una combinazione altamente efficace di vantaggi che comprendono l'isolamento termico, la resistenza della corrosione, la resistenza della muffa, la resistenza all'umidità, la resistenza UV, la resistenza chimica, la resistenza della fiamma e l'incapsulamento del cavo.

Questa tecnologia brevettata è stata disponibile dal 2004 e sta fornendo le soluzioni economizzarici d'energia e protettive per l'industriale, l'annuncio pubblicitario, il governo ed i clienti domestici intorno al mondo. I Rivestimenti® di Nansulate sono fatti negli S.U.A. e sono rivestimenti rispettosi dell'ambiente e bassi del COV che forniscono i buoni risparmi energetici.

Sviluppi Recenti

Recentemente, l'Aerogel di Cabot e Glazings Avanzato Srl hanno trovato insieme le soluzioni di vetro isolate che caratterizzano la flessibilità nella progettazione architettonica, nell'alto risparmio di temi termico e nella diffusione della luce, chiamate sistemi® di Lumira +® di SOLERA R5. Caratterizzano un comitato spesso a 1 pollici con le unità di vetro isolate con l'aerogel di Lumira, che diffonde la luce solare e rimuove il riflesso, le aree sensibili e le ombre.

Questi sistemi di rendimento elevato assicurano la protezione termica eccezionale ed abbagliano controllo e sistemi sostenibili di daylighting. Queste unità di vetro isolate aerogel hanno aperto molte possibilità emozionanti affinchè i progettisti applichino queste illuminazione in una vasta gamma di beni immobili dai banchi agli impianti medici. Le soluzioni della Costruzione facendo uso dell'aerogel sono probabili diventare sempre più popolari nell'immediato futuro, specialmente per i magazzini ed i beni immobili commerciali, ma sempre più nell'edilizia residenziale pure.

NanoLabs Corp. recentemente è stato pubblicato un brevetto provvisorio per il suo rivestimento avanzato dell'isolamento termico, una pietra miliare chiave per la società del nanotech. Crede che questo brevetto provvisorio aiuti la società a commercializzare il loro prodotto nano novello dell'isolamento termico in società con altre società nell'industria. Questo ricoprire anche offre la protezione antincendio ed il calore fino circa 1.500 a °C (2732°F). Il nano-rivestimento può applicarsi alle superfici di metallo o di legno ed è ruggine, acqua e resistente alla corrosione, così è altamente durevole. Speranze Nane dei Laboratori di ammassare prodotti questo rivestimento novello e di renderlo economicamente e commercialmente possibili per uso in tutte le applicazioni possibili.

Futuro di Nano-Isolante

Il servizio globale dell'aerogel nel 2008 rappresentato circa $82,9 milioni ed è probabile toccare da ora al 2013 $646,3 milioni, guidato dalla domanda nelle applicazioni acustiche e del termale e dell'isolante. Malgrado questo, i prodotti attualmente disponibili dell'isolante dell'aerogel altamente sono fissati il prezzo ed il loro uso si limita ad alcuni progetti pilota. Gli ultimi sviluppi in materiali dell'aerogel, quali gli aerogel del nano-polimero con le migliori caratteristiche meccaniche, hanno luogo ora nella fase di sviluppo in anticipo.

La sfida chiave affinchè gli aerogel guadagni la quota di mercato sarà di trovare un metodo redditizio per la massa producendo i più forti ed aerogel più leggeri. dovuto questo, gli aerogel accessibili per le applicazioni del consumatore non possono essere disponibili per alcuni anni.

Fondamentalmente, tuttavia, gli aerogel non sono fatti dalle materie prime costose ed i loro beni termici incredibili rendono loro l'ideale per le applicazioni dello specialista. L'approvazione Aumentante in queste aree del posto adatto guiderà giù il costo dell'isolante dell'aerogel e prima troppo lungamente di voi può scoprire che questo materiale incredibile tiene la vostra casa calda nell'inverno!

Sorgenti

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

Last Update: 26. June 2014 00:02

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