Science >> Wetenschap >  >> Chemie

Hoe Aerogels werken

Aerogels zijn lichtgewicht, zeer poreuze materialen met een netwerk van onderling verbonden poriën. Ze worden gemaakt door de vloeibare component uit een gel te verwijderen, waardoor de vaste structuur achterblijft. Aerogels hebben een aantal unieke eigenschappen, waaronder:

* Zeer lage dichtheid:Aerogels bestaan ​​doorgaans voor 95-99,8% uit lucht, waardoor ze tot de minst dichte vaste stoffen behoren die we kennen.

* Hoog specifiek oppervlak:Aerogels hebben een zeer groot oppervlak per massa-eenheid, dat kan oplopen tot 1.000 vierkante meter per gram.

* Lage thermische geleidbaarheid:Aerogels zijn uitstekende thermische isolatoren, met thermische geleidbaarheid zo laag als 0,003 W/(m·K).

* Optische transparantie:Sommige aerogels zijn transparant voor zichtbaar licht, waardoor ze nuttig zijn voor toepassingen zoals ramen en dakramen.

Aerogels worden op verschillende manieren gemaakt, maar de meest voorkomende is het sol-gelproces. Bij dit proces wordt eerst een precursoroplossing bereid, die een geleermiddel, een oplosmiddel en een katalysator bevat. De precursoroplossing wordt vervolgens verwarmd of gekoeld om gelering te induceren, wat de vorming is van een vast netwerk van verknoopte polymeren. De gel wordt vervolgens gewassen met een oplosmiddel om de resterende vloeistof te verwijderen, en de resulterende aerogel wordt gedroogd.

Aerogels hebben een aantal potentiële toepassingen, waaronder:

* Thermische isolatie:Aerogels kunnen worden gebruikt als thermische isolatie in gebouwen, apparaten en industriële apparatuur.

* Geluidsisolatie:Aerogels kunnen worden gebruikt om geluidsgolven te absorberen, waardoor ze bruikbaar zijn voor toepassingen zoals geluidsschermen en akoestische panelen.

* Filtratie:Aerogels kunnen worden gebruikt om deeltjes uit lucht en water te filteren.

* Medicijnafgifte:Aerogels kunnen worden gebruikt om medicijnen naar specifieke delen van het lichaam te brengen.

* Energieopslag:Aerogels kunnen worden gebruikt om waterstof en andere gassen op te slaan.

Aerogels zijn een veelbelovende nieuwe klasse materialen met een breed scala aan potentiële toepassingen. Hun unieke eigenschappen maken ze ideaal voor een verscheidenheid aan toepassingen, van thermische isolatie tot medicijnafgifte. Naarmate het onderzoek naar aerogels voortduurt, zullen er waarschijnlijk nieuwe toepassingen voor deze materialen worden ontdekt.