Держать Тепло с Нанотехнологией: Изоляция Аэрогеля

Волей Soutter

Покрытые Темы

Введение
Аэрогель: Обзор
Изоляция в Космосе
Коммерчески Изоляция Аэрогеля
     Spacetherm®
     Thermablok®
     Nansulate®
Новейшие Разработки
Будущее Nano-Изоляции
Источники

Введение

Держать теплым главная забота для много людей во время зимних месяцев. Поднимая топливные затраты значат что того как раз держать дом теплым в холоде может быть схваткой, и хорошая изоляция существена для того чтобы держать цены управляемый.

Новейшие разработки в науке и нанотехнологии материалов включили развитие романных методов для термоизоляции. Аэрогель nanostructured материал который будет больше и больше популярным как материальный выбор для изоляции в много применений, от домов и коммерчески зданий к нефтепроводам и космическим исследовательским ракет. Сказаны, что обеспечивает изоляция Аэрогеля около 40 времен изоляция обеспечила стеклотканью, которая позволяет своей пользе в космос-ограниченных сценариях, и даже в изолируя стеклянных панелях.

Пока много из коммерческих применений до тех пор в конструкции, изоляция аэрогеля находит применения в трубах газа и масла глубокого моря, медицинских службах и сосудах космоса. Технологические улучшения к традиционным аэрогелям включали много из этих применений, и продолжаются сделать этот романный материал прогрессивно более коммерчески жизнеспособной.

Несмотря На его неимоверно облегченн и почти прозрачное возникновение, аэрогель очень сильно. Это изображение показывает блок 2 g аэрогеля поддерживая кирпич 2,5 kg. Кредит Изображения: NASA

Аэрогель: Обзор

Аэрогель `' сильно пористая, твердая пена, с хорошо соединенными nanostructures. Он вообще сделан кремнезема и может иметь несколько формы и форм. Однако, органические nanostructures полимеров, углерода, меди, золота и полупроводника также способны формировать аэрогели. Около 99,8% из структуры аэрогеля ничего но тонкий воздух, давая ему призрачное возникновение и зарабатывая ему имя дыма ` твердого'. Аэрогели произведены гелями засыхания в условиях высоких температур.

Ключевые свойства аэрогелей перечислены ниже:

  • Весьма легковесность - ряд плотности - 0,0011 до 0,5 g cm-3
  • Низкая термальная проводимость
  • Низкая средняя длина свободного пути диффузии
  • Высокая удельная поверхность для материалов non-порошка
  • высокопрочно
  • Низкий R.I.
  • Низкая ядровая скорость
  • Низкая диэлектрическая константа

Главные применения аэрогелей следующие:

  • Как изолируя материал в костюмах пилота
  • Захватить пыль кометы
  • В изолируя досках и изоляции стены

Изоляция в Космосе

В 2006, Лаборатория Испытания Криогеники Космического Центра NASA Кеннеди выполнила физические и термальные характеризации шариков аэрогеля под условиями криогенн-вакуума. Системы Изоляции основанные на аэрогелях были изучены для того чтобы увеличить представление аэрогелей в применениях старта космоса. Были найдены, что были Эти nanoporous материалы идеально для систем термоизоляции, по мере того как они не сделали cryopump после начального участка cooldown и термальной стабилизации. Научные исследования и разработки были продолжающийся ever since для того чтобы увеличить действовать систем изоляции в кораблях старта космоса как Бак Космического Летательного Аппарата Многоразового Использования Внешний.

Однако, согласно научным работникам NASA, гибкость обычных кремнезем-основанных аэрогелей не достаточна достаточно для пользы в decelerators. Для того чтобы решать это, исследователя от Исследовательскийа Центр NASA Glenn и Институт Огайо Космический недавно начали аэрогели используя высокотемпературные полимеры, которые были около 90% пористым, ультратонким, более гибким и около 500 временами сильне чем кремнезем-основанные аэрогели. Они верят что эти новые аэрогели могут выдержать жестковатую атмосферу в Марсе по мере того как они могут быть неповреждены на до 400°C и идеально для пользы в decelerators.

Изображение конца-вверх точных волокон полимера которые составляют структуру аэрогеля. Кредит Изображения: NASA

Команда также сделала аэрогель используя OAPS, 50-50 % смеси моли 2,2' - dimethylbenzidine и 4,4' - oxydianiline, и 3,3', 4,4' - biphenyltetracarboxylic dianhydride. Амины 50/50 сочетание из включают хорошее сопротивление влаги и flexiblilty в аэрогеле, согласно научным работникам. Исследовательская группа совсем установлена для того чтобы соединить Боинг для того чтобы испытать их новый аэрогель на потоках высокой жары для этого было бы нужно выдержать пока вводящ атмосферу Марса.

Развитие аэрогелей от кремнезем-основано к полимер-основанным материалам в большинстве спасибо такое исследование NASA. Также, как иметь главные термальные и механически свойства, продукция аэрогелей полимера также приводит к в значительно меньше химического отхода.

Коммерчески Изоляция Аэрогеля

Спасибо свои уникально свойства, аэрогель уже широко использованы коммерчески для целей изоляции. Некоторое из сегодня ключевых продуктов изоляции аэрогеля доступного обсужено ниже:

Spacetherm®

Spacetherm® термоизоляция от группы Proctor которая сохраняет ценный космос без изменять внешнюю ткань здания. Spacetherm поставлено на своих и отрезало по заданному размеру или прокатало к нескольким облицовок для того чтобы одеть индивидуальные требования. Свое замечательное представление достигано через пользу гибких одеял аэрогеля. Изоляция используемая в Spacetherm материал выведенный от геля кремнезема.

Spacetherm предлагает фактор K 0,014 W/mK, сопротивляет росту прессформы, и последовательному термальному проведению над курсом продолжительности жизни продукта 50 год. Используемый материал eco-содружественн, и не имеет почти никакие расход и газы, создающие парниковый эффект озона связанные с им.

Thermablok®

Использующ технологию изоляции аэрогеля начатую NASA, самый высокий изолируя материал в существовании - Thermablok® - сильно эффективный, аэрогел-основанный изолируя материал которым восходящий поток теплого воздуха проломов проводной «наводя» и может увеличить общее R-Значение стены больше чем 40%.

Аэрогель трудн для того чтобы приспособиться к большинств пользам из-за своей хрупкости. Запатентованный материал Thermablok отжимает это путем использование уникально волокна для того чтобы суспендировать собственническую формулу аэрогеля так, что его можно согнуть или обжать пока все еще сохраняющ свои изумительные свойства изоляции.

Теперь доступно к строительной промышленности, 3/8-inch x 1 ½ - прокладка дюйма (6.25mm x 38mm) Thermablok добавила к каждому стержню прежде чем вися гипсокартон сможет решать восходящий поток теплого воздуха наводя и достигнуть максимальное значение R-Фактора. Спасибо свои гидродобные свойства, Thermablok не постареют, не отольют в форму, или mildew. Материал аэрогеля Thermablok изолируя в отношении к окружающей среде безопасен и recyclable.

Изоляция аэрогеля Thermablok составлена композиционного материала состоя из аэрогеля врезанного внутри матрица стеклоткани. Доступно в прокладках которые прикрепляются легко к стержню, Thermablok собственн-прилипателя поддерживает свое R-Значение над временем, под широким диапазоном условий. Thermablok делает изоляцию аэрогеля доступным как для домашнего, так и для коммерческого использования.

Nansulate®

Nansulate® Энергосберегающее и Покрытия Предохранения От Имущества удостоенный премии продукты приведенные в действие наукой нанотехнологии. Они предлагают преимущества сильно эффективные сочетание из которые включают термоизоляцию, коррозионную устойчивость, сопротивление прессформы, сопротивление влаги, UV сопротивление, химическую устойчивость, сопротивление пламени, и заключение руководства.

Эта запатентованная технология доступна с 2004 и обеспечивала энергосберегающие и защитные разрешения для промышленного, коммерчески, правительства и селитебных клиентов вокруг мира. Покрытия® Nansulate сделаны в США и окружающ-содружественные, низкие покрытия VOC которые обеспечивают хорошую энергию - сбережения.

Новейшие Разработки

Недавно, Аэрогель Cabot и Предварительное Glazings Ltd. совместно начинали изолированные стеклянные вызванные разрешения которые отличают гибкостью в архитектурноакустической конструкции, высокой термальной эффективности, и светлой диффузии, системы® SOLERA +® Lumira R5. Они отличают панелью 1 дюйма толщиной при стеклянные блоки изолированные с аэрогелем Lumira, который отражает солнечний свет и извлекает слепимость, горячие точки и тени.

Эти системы высокой эффективности обеспечивают исключительнейшее управление теплозащиты и слепимости и устойчивые системы daylighting. Эти блоки изолированные аэрогелем стеклянные раскрыли вверх по много exciting возможностей для конструкторов для того чтобы приложить эти освещения в широком диапазоне зданий от школ к медицинским средствам. Разрешения Конструкции используя аэрогель правоподобны для того чтобы стать больше и больше популярными в ближайшее время, в частности для пакгаузов и коммерчески зданий, но все больше и больше в селитебной конструкции также.

NanoLabs CORP. недавно было выдано временный патенту для своего предварительного покрытия термоизоляции, ключевого основного этапа работ для компании nanotech. Оно верит что этот временный патент поможет компании commercialize их романный nano продукт термоизоляции в товариществе с другими компаниями в индустрии. Этот покрывать также предлагает предохранение против пожара и жару до °C около 1.500 (2732°F). Nano-покрытие может быть прикладной к поверхностям древесины или металла и ржавчина, вода и коррозионностойкие, таким образом сильно прочно. Nano упования Лабораторий скапливать продукцию это романное покрытие и делать ее экономично и коммерчески жизнеспособным для пользы в всех возможных применениях.

Будущее Nano-Изоляции

Глобальный рынок аэрогеля в 2008 определенный около $82,9 миллиона и правоподобн для того чтобы коснуться $646,3 миллиона к 2013, управлено требованием в применениях акустических и восходящего потока теплого воздуха и изоляции. Несмотря На это, в настоящее время доступные продукты изоляции аэрогеля сильно оценены и их польза ограничена к немного экспериментальных проектов. Самые последние развития в материалах аэрогеля, как аэрогели nano-полимера с более лучшими механически характеристиками, в предыдущем участке развития теперь.

Ключевая возможность для аэрогелей для того чтобы приобрести удельный вес на рынке будет найти рентабельный метод для массы производящ более сильные и более светлые аэрогели. Должно к этому, доступные аэрогели для применений едока не могут быть доступны на немного лет.

Фундаментально, однако, аэрогели не сделаны от дорогих сырий, и их неимоверные термальные свойства делают ими идеал для применений специалиста. Увеличивая принятие в этих зонах ниши будет управлять вниз с цены изоляции аэрогеля, и перед слишком длиной вами смогите найти, что этот неимоверный материал сдержал ваш дом теплым в зиме!

Источники

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

Last Update: 14. June 2013 12:51

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