O le a le Aerogel?

Le Fanau mai o Airgel

I le 1931, na vavae ese ai e Kistler le vai mai le malo e ala i le faʻaaogaina o le faʻamagoina o le ava malosi ma taofia le fausaga o le kesi mai le faʻaitiitia ma le paʻu, ma mafua ai le airgel i le lalolagi.

Uiga o le Airgel
O le Airgel o se mea mama mama amorphous amorphous ma nanometer-scale micro-particles faʻapipiʻiina le tasi ma le isi e fausia ai se nanometer-scale porous network structure ma faʻatumuina i se numera tele o faʻasalalauga faʻasalalau kasa i totonu o le auivi fesoʻotaʻiga.

Aerogels e le gata o se mea aoga, ae o se tulaga fou foi o mea. O le airgel state e matua ese lava mai isi setete o mea i le tele o meatotino. E iai lona lapo'a tumau ma foliga e pei o se mea malo, ae o lona mafiafia e mafai ona amata mai i le maualuga o le 1 g/cm³ i le 0.001 g/cm³ (maualalo i le mamafa o le ea); i le taimi lava lea e tasi, o loʻo i ai se omomi-pei o le porous fausaga, ma le tele o meatotino o microscopic (nano-skeleton), macroscopic (condensed mea) ma mesoscopic (multi-level and fractal structure) uiga, faia aerogels maua le tele o meatotino tulaga ese. O loʻo faʻaalia ai le faʻaogaina o le vevela, maualalo tele le modulus o le elasticity, maualalo le fua o le phonon, faʻamaulalo faʻamaufaʻailoga, maualalo le dielectric faifai pea, maualalo le saoasaoa o le leo, maualuga le maualuga o luga o le eleele, lautele lautele ma tufatufa faʻasino igoa, ma isi.

Fa'avasegaga o Aerogels
O lo'o i ai le tele o ituaiga o aerogels, e aofia ai toetoe o meafaitino uma. E masani lava, e tusa ai ma le vailaʻau vailaʻau, e mafai ona vaevaeina i latou aerogels organic, aerogels inorganic ma aerogels composite, ma isi Aerogels e mafai foi ona faʻavasegaina i le silicon, carbon, sulfur, metal oxide ma metal system e tusa ai ma a latou vaega autu.

Le Tulaga & Matafaioi a Aerogels
Fai mai saienitisi o le a suia e le aerogel le lalolagi.

O le Airgel na lisiina o se tasi o le 10 pito i luga o mataupu faasaienisi ma tekinolosi i le lomiga lona 250 o le US journal Science. I le aso 20 o Aukuso 2007, na lipotia ai e le Times e faapea o le airgel o le malo sili ona mama i le lalolagi e mafai ona tatalia le malosi pa o le 1kg o le dinamite ma taofia oe mai le vevela o se sulu i luga aʻe o le 1300°C. O loʻo suʻesuʻeina e saienitisi le faʻaogaina o le airgel i mea uma mai suʻega avanoa e sili atu ona faʻapipiʻiina i supercapacitors i faʻamalosi i le isi augatupulaga o rackets tenisi. Ua folafola e Airgel e tauva i augatupulaga o mea taua e pei o le phenolic resin mai le 1930s, carbon fiber mai le 1980s ma le silicone mai le 1990s.

O le Airgel ua lisiina i le Guinness Book of World Records i le tele o taimi o le sili ona mama i le lalolagi. O le Airgel e iai fo'i le maualalo o le fa'aogaina o le vevela ma le fa'asinomaga fa'asolosolo ma e 39 taimi e sili atu ai le fa'alumaina nai lo filo tioata sili ona lelei. O le Airgel na fa'aaogaina e fa'amama ai le fa'amama le nofoaga o le vateatea a Rusia Mir ma le US Mars Pathfinder rover, ma ua mae'a ona faia se sao taua i le alamanuia aerospace.

Tala'aga o le Atina'eina o Airgel
1931, na muamua saunia ai e Kistler i le Iunivesite o Stanford, ISA.
1985, o le lauga muamua i luga o aerogels, ua taʻua o le ISA, na faatulagaina e le Inisetiute o Physics i le Iunivesite o Würzburg, Siamani.
1993, ua fa'aaogaina aerogels e fa'amalo ai suti va'ava'a, va'a va'alele ma va'alele va'alele.
2002, Aspen Aerogel, o se kamupani NASA, na faavaeina e atiina ae ma gaosia aerogels.
2004, su'esu'ega a le ea na fa'atautaia e fale su'esu'e a Saina.
2006, kamupani vaalele i totonu o Saina na amata ona atiaʻe aerogels.
2017, Saina faalauiloa, GB/T 34336-201, Nonporous Airgel Composite Insulation Products
2021, na tuʻuina atu e le Fono a le Setete, "Fuafuaga Faʻatino mo le Carbon Reaching the Peak e 2023" i le faʻavaveina o suʻesuʻega ma le atinaʻeina o fibre carbon, aerogel, uamea faʻapitoa ma isi mea faʻavae.

O Meatotino Autu o Aerogels
(1) Malamalama tele. O le Airgel o le malo sili ona mafiafia o le lalolagi, ma le laʻititi laʻititi o le tasi-ono o le mamafa o le ea. Ole tele ole fesuiaiga ole density e masani lava ole 0.001~1g/cm³.

(2) O le porosity maualuga ma le maualuga o le vaega o luga. O le porosity o le 80% ~ 99.9%, o le vaega faʻapitoa o le 200 ~ 1000m2 / g, ma le tele masani o pores o le 1 ~ 100nm.

(3) Super fa'amama fa'amama. O le fausaga o le nano-network slim a le aerogel e faʻatapulaʻaina lelei le faʻalauteleina o le faʻafefe o le vevela i le lotoifale, ma o lona faʻamalosia o le vevela o le 2 ~ 3 poloaiga o le maualuga e maualalo ifo nai lo le mea tioata tutusa.

O le mataupu faavae o le airgel thermal insulation
Faʻaitiitia le faʻafefe o le vevela: O le numera e le gata o nanoparticles i le airgel e fausia ai se auivi mata, ma e mafai ona tafe le vevela i luga o se numera e le gata o nanoparticles. O le tafe o le vevela e mafai ona faʻatautaia i luga o se numera e le gata o nanoparticles, e mafua ai se ala toetoe lava a le gata o le vevela i totonu o le malo. O le faʻafefe o le vevela i totonu o le malo e faʻaititia i le tulaga sili ona maualalo.

Taofia o le convection fa'avevela : O le averesi o le tele o pu o aerogels e 20-40 nm, lea e la'ititi ifo nai lo le averesi o le free range o molecules kesi e 69 nm, ma o molecules kesi i totonu o pu e le toe mafai ona gaoioi saoloto, ma toetoe lava a le mafai ai ona faia le convection.

Fa'aitiitia le fa'asalalauina o le vevela : O puipui o pu e fausia e nanoparticles i aerogels o ni talita infrared, ma o le numera e le gata o talita e fa'aitiitia ai le fa'asalalauina o le vevela.

(4) Catalysis. O le laʻititi laʻititi laʻititi, maualuga le maualuga ma le maualalo o le airgel e faia ai le gaioiga ma le filifilia o le airgel catalysts e sili atu le maualuga nai lo catalysts masani, ma o vaega o loʻo galue e mafai ona matua faʻasalalauina i totonu o le vaʻa, ma e iai foʻi le faʻamautu lelei o le vevela, lea e mafai ona faʻaitiitia lelei ai le faʻaalia o le itu.

(5) Fa'amama leo. O uiga maualalo ole saoasaoa ole leo ole aerogels ua avea ai ma mea lelei mo le tuai o le leo po'o le vevela maualuga ole leo. O le tele fesuiaiga o le leo impedance o airgel e tele [103 ~ 107kg / (㎡-s)], o se mea e sili atu le lelei acoustic teteʻe soofaatasi mea mo detectors ultrasonic. O le acoustic resistance o piezoelectric ceramics o loʻo faʻaaogaina mo afi eletise ma faʻamatalaga o le 1.5 × 107kg / (㎡-s), aʻo le acoustic resistance o le ea e naʻo le 400kg / (㎡-s). O le faʻaaogaina o le airgel silicon ma le mafiafia o le 1/4 wavelength ma le mamafa e tusa ma le 0.3g / cm³ e pei o le acoustic resistance coupling material i le va o piezoelectric ceramics ma le ea e mafai ona faʻateleina le malosi o le leo i le 30dB, faʻaleleia le lelei o le felauaiga o galu ma faʻaitiitia le fua faʻailoga-i-piso i masini talosaga.

(6) Fa'atinoga o le fa'amama. Nanostructured aerogels e mafai foi ona faʻaaogaina e avea o se ituaiga fou o mea e sili ona lelei le faamamaina o le kesi. Ona o le tele o le tele o le eleele, ua taʻua e saienitisi o "super sponges" ma e lelei mo le suʻeina o mea eleelea i totonu o le vai, susu mai le taʻitaʻi ma le mercury mai le vai, ma avea ai ma mea sili ona lelei mo le feagai ai ma faʻalavelave faʻaleagaina.

(7) Mea fa'apitoa. E manino ma e leai se lanu o le Airgel SiO₂ mama, ma o lona faasino igoa (1.006~1.06) e latalata tele i le ea, o lona uiga o le SiO₂ airgel e toetoe lava a leai se ata e leiloa i le malamalama na tupu ma e mafai ona faʻasalalau lelei le la. O le mea lea, e mafai ona faʻaaogaina e fai ai le faʻalumaina ma le pisa faʻaitiitia tioata.

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