Het Houden met Nanotechnologie Warm: Aerogel Isolatie

Door Zal Soutter

Besproken Onderwerpen

Inleiding
Aerogel: Een Overzicht
Isolatie in Ruimte
Commerciële Aerogel Isolatie
     Spacetherm®
     Thermablok®
     Nansulate®
Recente Ontwikkeling
Toekomst van nano-Isolatie
Bronnen

Inleiding

Het Houden warm is een belangrijke zorg voor vele mensen tijdens de wintermaanden. De Toenemende brandstofkosten betekenen dat enkel warm het houden van een huis in koud weer een strijd kan zijn, en de goede isolatie is essentieel om kosten handelbaar te houden.

De Recente ontwikkelingen in materialenwetenschap en nanotechnologie hebben de ontwikkeling van nieuwe methodes voor thermische isolatie toegelaten. Aerogel is a nanostructured materiaal dat als materiële keus voor isolatie in vele toepassingen, van huizen en commerciële gebouwen aan oliepijpleidingen en sondeerballonnen meer en meer populair wordt. Aerogel de isolatie wordt gezegd om ongeveer 40 keer de isolatie te verstrekken die door vezel wordt verstrekt - glas, dat zijn gebruik in ruimte-beperkte scenario's, en zelfs in het isoleren van glaspanelen toestaat.

Terwijl veel van de commerciële toepassingen tot dusver in bouw zijn, aerogel vindt de isolatie toepassingen in diepzeegas en olieleidingen, medische hulpmiddelen en ruimteschepen. De Technologische verbeteringen aan traditionele aerogels hebben veel van deze toepassingen toegelaten, en dit nieuwe materiaal haalbaar progressief commerciëler blijven maken.

Ondanks het is ongelooflijk lichtgewicht en bijna is de transparante verschijning, aerogel zeer sterk. Dit beeld toont een 2 gblok van aerogel ondersteunend een 2.5 kgbaksteen. Het krediet van het Beeld: NASA

Aerogel: Een Overzicht

` Aerogel' is een hoogst poreus, stevig schuim, met goed verbonden nanostructures. Het wordt over het algemeen gemaakt van kiezelzuur en kan verscheidene vormen en vormen hebben. Nochtans, kunnen de organische polymeren, koolstof, koper, goud en halfgeleidernanostructures ook aerogels vormen. Ongeveer 99.8% van de aerogel structuur is niets dan dunne lucht die, die het een spookachtige verschijning geven en het verdienen de naam van stevige rook `'. Aerogels worden geproduceerd door gelen bij hoge temperaturen te drogen.

De belangrijkste eigenschappen van aerogels zijn hieronder vermeld:

  • Extreme lichtheid - dichtheidswaaier - 0.0011 tot 0.5 g cm-3
  • Laag warmtegeleidingsvermogen
  • Lage gemiddelde vrije weg van verspreiding
  • Hoge specifieke oppervlakte voor niet-poedermaterialen
  • met hoge weerstand
  • Lage r.i.
  • Lage correcte snelheid
  • Lage diëlektrische constante

De belangrijkste toepassingen van aerogels zijn de volgende:

  • Als het isoleren van materiaal in spacesuits
  • Om komeetstof te vangen
  • Bij het isoleren van raad en muurisolatie

Isolatie in Ruimte

In 2006, Cryogenics van het RuimteCentrum van NASA Kennedy De uitgevoerde fysieke en thermische karakteriseringen van het Testlaboratorium van aerogel parels in de cryogeen-vacuümomstandigheden. Systemen van de Isolatie die op aerogels worden gebaseerd werden bestudeerd om de prestaties van aerogels in ruimtelanceringstoepassingen te verbeteren. Deze nanoporous materialen werden gevonden ideaal om voor thermische isolatiesystemen te zijn, zoals zij niet cryopump na de beginfase van cooldown en thermische stabilisatie. Het Onderzoek en de ontwikkeling waren aan de gang zijnde sinsdien om het functioneren van isolatiesystemen in ruimtehulpraketten zoals de Externe Tank van de Ruimtependel te verbeteren.

Nochtans, volgens de wetenschappers van NASA, volstaat de flexibiliteit van conventionele op kiezelzuur-gebaseerde aerogels niet genoeg voor gebruik in afremmers. Om dit aan te pakken, onderzoekers van aerogels die van het Onderzoekscentrum van NASA Glenn Onlangs ontwikkelde en Ruimtevaart van het Instituut van Ohio polymeren op hoge temperatuur gebruiken, die ongeveer 90% poreus waren, uiterst dun, flexibeler en ongeveer 500 keer sterker dan op kiezelzuur-gebaseerde aerogels. Zij geloven dat deze nieuwe aerogels de ruwe atmosfeer in Mars kunnen overleven aangezien zij intact kunnen zijn bij tot 400°C en ideaal voor gebruik in afremmers zijn.

Een close-upbeeld van de fijne polymeervezels die aerogel omhoog structuur maken. Het krediet van het Beeld: NASA

Het team maakte ook aerogel gebruikend OAPS, een 50-50 mol% mengsel van ' - dimethylbenzidine en 4.4 ' - oxydianiline 2.2, en 3.3 ', 4.4 ' - biphenyltetracarboxylic dianhydride. De 50/50 combinatie aminen laat goede vochtbestendigheid toe en flexiblilty in aerogel, volgens de wetenschappers. Het onderzoeksteam is al reeks om zich bij Boeing aan te sluiten om hun nieuwe aerogel bij de hoge hittestromen te testen het zou moeten weerstaan terwijl het ingaan van de atmosfeer Mars.

De evolutie van aerogels van op kiezelzuur-gebaseerde aan op polymeer-gebaseerde materialen is grotendeels dankzij dergelijk onderzoek door NASA. Evenals het hebben van superieure thermische en mechanische eigenschappen, resulteert de productie van polymeeraerogels ook in beduidend minder chemisch afval.

Commerciële Aerogel Isolatie

Dank aan zijn unieke eigenschappen, wordt aerogel reeds wijd gebruikt commercieel voor isolatiedoeleinden. Enkele zeer belangrijke aerogel beschikbare isolatieproducten worden vandaag besproken hieronder:

Spacetherm®

Spacetherm® is een thermische isolatie van Proctor groep die waardevolle plaats bespaart zonder de buitenstof van het gebouw te veranderen. Spacetherm wordt geleverd op zijn en besnoeiing aan grootte of aan een aantal facings gelamineerd om individuele vereisten aan te passen. Zijn opmerkelijke prestaties worden bereikt door het gebruik van flexibele aerogel dekens. De isolatie die in Spacetherm wordt gebruikt is een materiaal dat uit kiezelzuurgel wordt afgeleid.

Spacetherm biedt een K-factor van 0.014 W/mK aan, verzet zich de vorm tegen groei, en verenigbare thermische prestaties over de cursus van een leven van het 50 jaarproduct. Het gebruikte materiaal is milieuvriendelijk, en heeft bijna geen ozonuitputting en broeikasgasemissies verbonden aan het.

Thermablok®

Gebruikend aerogel isolatietechnologie die door NASA wordt ontwikkeld, is het hoogste isolerende materiaal bestaand -® Thermablok - een hoogst efficiënt, op aerogel-gebaseerd isolerend materiaal dat het geleidende „thermische overbruggen“ breekt en de algemene muur r-Waarde met meer dan 40% kan verhogen.

Aerogel is moeilijk om aan het meeste gebruik wegens zijn breekbaarheid geweest aan te passen. Het gepatenteerde materiaal Thermablok overwint dit door een unieke vezel te gebruiken om een merkgebonden formule van aerogel op te schorten zodat het kan worden gebogen of worden samengeperst terwijl nog het behouden van zijn verbazende isolatieeigenschappen.

Nu beschikbaar aan de bouwnijverheid, een 3/8-duim x 1 ½ - de duim (6.25mm x 38mm) strook van Thermablok voegde aan elke nagel toe alvorens te hangen drywall het thermische overbruggen kan aanpakken en maximum r-Factor waarde bereiken. Dank aan zijn hydrophobic eigenschappen, zal Thermablok niet verouderen, zal of schimmel vormen. Aerogel van Thermablok is het isolerende materiaal ecologisch veilig en rekupereerbaar.

Aerogel van Thermablok de isolatie wordt uit een samengesteld materiaal samengesteld die uit aerogel bestaan ingebed binnen een glasvezelmatrijs. Beschikbaar in zelfklevende stroken die gemakkelijk aan de nagel vastmaken, Thermablok handhaaft zijn r-Waarde in tijd, onder een brede waaier van voorwaarden. Thermablok stelt aerogel isolatie ter beschikking voor zowel huis als commercieel gebruik.

Nansulate®

De Energie® van Nansulate - besparing en van Activa de Deklagen van de Bescherming zijn met een prijs bekroonde producten die door de wetenschap van nanotechnologie worden aangedreven. Zij bieden een hoogst efficiënte combinatie voordelen aan die thermische isolatie, corrosieweerstand, vormweerstand, vochtbestendigheid, UVweerstand, chemische weerstand, vlamweerstand, en loodinkapseling omvatten.

Deze gepatenteerde technologie is beschikbaar sinds 2004 geweest en energie - besparing en beschermende oplossingen voor industriële, commerciële, overheid en woonklanten rond de wereld verstrekt. De Deklagen® van Nansulate worden gemaakt in U.S.A en zijn milieuvriendelijke, lage VOC deklagen die goede energie - besparingen verstrekken.

Recente Ontwikkeling

Onlangs, hebben Aerogel Cabot en Gevorderde Glazings Ltd. gezamenlijk geïsoleerde glasoplossingen ontwikkeld die flexibiliteit in architectuurontwerp, hoge thermische efficiency, en lichte verspreiding kenmerken, genoemd SOLERA® + R5® systemen Lumira. Zij kenmerken een 1 duim dik paneel met glaseenheden die met aerogel Lumira worden geïsoleerd, die zonlicht verspreidt en glans, hete vlekken en schaduwen verwijdert.

Deze hoge prestatiessystemen verstrekken uitzonderlijke thermische bescherming en glanscontrole en duurzame daylighting systemen. Deze aerogel geïsoleerde glaseenheden hebben vele opwindende mogelijkheden voor ontwerpers geboden om deze verlichting in een brede waaier van gebouwen van scholen op medische faciliteiten toe te passen. De oplossingen die van de Bouw aerogel gebruiken zullen waarschijnlijk, in het bijzonder voor pakhuizen en commerciële gebouwen, maar meer en meer in woonbouw in de nabije toekomst meer en meer populair worden eveneens.

NanoLabs Corp. is onlangs uitgegeven een voorlopig octrooi voor zijn geavanceerde thermische isolatiedeklaag, een zeer belangrijke mijlpaal voor het nanotechbedrijf. Het gelooft dat dit voorlopige octrooi het bedrijf zal helpen hun nieuw nano thermische isolatieproduct in samenwerking met andere bedrijven in de industrie op de markt brengen. Deze deklaag biedt ook bescherming tegen brand en hitte tot ongeveer 1.500 °C (2732°F) aan. De nano-deklaag kan op hout of metaaloppervlakten worden toegepast en is roest, water en corrosiebestendig, dus is hoogst duurzaam. Nano Laboratoria hoopt aan massaopbrengst deze nieuwe deklaag en maken het economisch en commercieel voor gebruik in alle mogelijke toepassingen haalbaar.

Toekomst van nano-Isolatie

De globale aerogel markt in 2008 gaf van ongeveer $82.9 miljoen rekenschap en zal waarschijnlijk $646.3 miljoen tegen 2013 raken, gedreven door de vraag in de akoestische en thermische en isolatietoepassingen. Ondanks dit, worden de nu verkrijgbare aerogel isolatieproducten hoogst geprijst en hun gebruik is beperkt tot een paar proefprojecten. De recentste ontwikkelingen in aerogel materialen, zoals nano-polymeeraerogels met betere mechanische kenmerken, zijn nu in de vroege ontwikkelingsfase.

De belangrijkste uitdaging voor aerogels aan aanwinstenmarktaandeel zal een rendabele methode voor massa zijn te vinden die sterkere en lichtere aerogels produceren. wegens dit, betaalbare kunnen aerogels voor de toepassingen van de consument niet een paar jaar beschikbaar zijn.

Fundamenteel, echter, worden aerogels niet gemaakt van dure grondstoffen, en hun ongelooflijke thermische eigenschappen maken hen voor specialistentoepassingen ideaal. De Stijgende goedkeuring op deze gebiedgebieden zal onderaan de kosten van aerogel isolatie drijven, en over niet al te lange tijd kunt u dit ongelooflijke materiaal vinden houdend uw huis warm in de winter!

Bronnen

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

Last Update: 25. June 2014 23:52

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit