Een team van onderzoekers van het Harbin Institute of Technology, in China, heeft in samenwerking met een collega in de VS een nieuw soort aerogel ontwikkeld voor gebruik in toepassingen van flexibel thermisch isolatiemateriaal. In hun paper gepubliceerd in het tijdschrift Nature , beschrijft de groep hoe ze hun aerogel maakten en hoe goed het werkte wanneer extreme hitte werd toegepast.

Eerder werk heeft aangetoond dat aerogels gemaakt van keramische materialen heel goed werken als thermische isolatoren - hun zeer lage dichtheden hebben een zeer lage thermische geleidbaarheid. Maar dergelijke materialen zijn broos, waardoor ze niet beschikbaar zijn voor gebruik in flexibele materiaaltoepassingen, zoals pakken voor brandweerlieden. Ze hebben ook de neiging om af te breken bij blootstelling aan zeer hoge temperaturen. In deze nieuwe poging hebben de onderzoekers een methode ontwikkeld om een ​​op keramiek gebaseerde aerogel te maken die in flexibele toepassingen kan worden gebruikt en ook niet afbreekt bij blootstelling aan zeer hoge temperaturen.

Om hun aerogel te maken, kozen de onderzoekers voor een nieuwe benadering - ze duwden een zirkonium-siliciumvoorloper, met behulp van een plastic spuit, in een kamer met turbulente luchtstroom - een elektrospinmethode die een keramisch materiaal produceerde dat op suikerspin leek. Vervolgens vouwden ze het resulterende materiaal in een zigzagpatroon en verwarmden het tot 1100°C. Door het op zo'n manier te verwarmen veranderde de textuur van het materiaal van een glasachtige staat in een nanokristal. Studie van het resulterende materiaal met behulp van een spectroscoop toonde aan dat hun aanpak had geresulteerd in de creatie van een materiaal met nanokristallijne bits ingebed in een amorfe zirkoonmatrix - een flexibele aerogel gemaakt van keramiek dat niet vatbaar was voor afbraak bij hoge temperaturen.

De onderzoekers testten het materiaal door het te gebruiken om een ​​brandstofbuis van een vliegtuig te isoleren en gedurende vijf minuten een butaanbrander aan te brengen. Ze ontdekten dat het gebruik van een generieke polyimidebarrière ervoor zorgde dat de temperatuur in de buis 267 ° C bereikte, terwijl een conventionele aerogel de temperatuur op 159 ° C hield en de nieuwe gel deze op slechts 33 ° C hield. Ze ontdekten ook dat het materiaal was flexibel genoeg om te worden gebruikt in flexibele doeken, zoals die worden gebruikt om beschermende kleding voor brandweerlieden te maken. + Verder verkennen

Aerogel geïntegreerd hout zorgt voor een betere isolatie dan bestaande materialen op kunststofbasis

© 2022 Science X Network