Silica Aerogel

Materialegenskaper:

densitet: 650 - 1,1 kg/m³

hårdhet: Uppgift Saknas

längdutvidgningskoefficient: 2 ppm/K^-1

värmeledningsförmåga: 0,03 - 0,016 W/(m K)

resistivitet 10¹³ Ohmmeter

Användning

Aerogel har väldigt anorlunda egenskaper vilket gör det väldigt attraktivt inom vissa användningsområden. till exempel så går det väldigt lätt sönder om man tappar det, men det kan bära flera tusen gånger sin egen vikt. En egenskap som många tillvärkare utnyttjar är även dess isoleringsförmåga. Den största anledningen till att silica aerogel inte används så mycket nu är svårigheterna att tillvärka och bearbeta materialet.

Isolering av rymdteknologi

En stor anledning till att tillverkare väljer aerogel över andra material är dess ovanligt bra isolerande egenskaper. Många Aerogels är också extremt lätta, med en densitet lägre än luften om den är evakuerad. Det är på grund av detta som Silica Aerogel är ett attraktivt ämne inom rymdforskning. Ett exempel på detta är Marsrovrarna "Spirit" och "Opportunity". På grund av hur mycket temperaturen kan skifta på mars så använder sig dessa av Silica Aerogel för att hålla elektronik och annan teknik vid en fungerande temperatur.

Stardust rymdsond

En annan egenskap som gör silica aerogel så användbart är hur bra detär på att stanna snabba partiklar. Rymdsonden Stardusts uppdrag var att fånga upp partiklar från en komets svans och leverera dom säkert till jorden där de kunde bli testade. Ett stort problem med denna uppgift är dock partiklarna som skulle fångas upp. Med en storlek som var ungefär som ett sandkorn och en relativ hastighet på 6100m/s så blir dessa ganska svåra att fånga upp. För att lösa detta så byggdes fångare av silica aeroel. dessa kunde fånga upp och stanna de snabba partiklarna. uppdraget lärde oss mycket om solsystemets historia och hur vi uppkom.

kommersiella produkter

I takt med att aerogels blir lättare att tillverka och produsera så blir dom mer vanliga i vardagsprodukter. Och medans det är ett tag kvar innan vi använder någon aerogel som husisolering så har vissa produkter redan börjat arbetas på. Airglass AB är ett svenskt företag som satsar på att utnyttja aerogels genomskinliga utseende för isolering som behöver vara genomskinlig, såsom rör på vissa solkraft stationer, eller vanliga fönster. Ett annat företag som heter Aspen Aerogels utvecklar mer traditionell isolering för idustrier. Denna isolering till skillnad från vanlig aerogel är inte genomskinlig, utan ser mycket mer ut som tradisionell isolering. Företaget har flera produkter både för att hålla väldigt låga temperaturer och för väldigt höga temperaturer.

Framställning

Att Tillverka Silica Gel

Det finns flera olika tekniker för att skapa silica aerogel, alla med sina egna för och nackdelar. Den simplifierade förklaring på hur man oftast skapar silica aerogel är att man använder flera kemiska reaktioner för att skapa en lösning med molekyler som innehåller silikon och syreatomer. Dessa molekyler binder samman till större molekyler som har en diameter på flera nanometer. I detta läge kallar man molekylerna för silica-nanopartiklar. Dessa nanopartiklar binder sedan samman för att skapa ett helt nätverk. Nätverket är fyllt med en vättska, ungefär som en svamp kan vara fylld med vatten. Detta är vad man kallar vanlig silica gel, och det har den kemiska formeln SiO₂.

Att Tillverka en Aerogel

För att omvandla en gel till en aerogel så måste man få bort den flytande komponenten, så att bara nätvärket av nanopartiklar är kvar. Gelen måste dock också behålla sin volym. För att bli betraktad som en aerogel måste ämnet bestå av minst 50% luft. På grund av detta så kan man inte bara låta en gel torka av värme och förvänta sig att det ska bli en aerogel. Om man låter en gel torka så krymper den till ett hårt meterial som kallas xerogel. För att göra en gel till aerogel så måste man använda sig av en teknik som kallas superkritisk torkning(supercritical drying på engelska). Denna process går ut på att sätta vätskan i gelen i sitt superkritiska läge, ett läge där vätskan beter sig både som en fllytande vättska och en gas. Man når detta läge genom att höja trycket och temperaturen i en kammare. genom att höja och sänka trycket flera gånger så kan man få bort vätskan från gelen utan att den bryts ner. Man kan sedan låta temperaturen återgå till rumstemperatur och ta ur aerogelen.

Historia

Aerogel var uppfunnet av

Pris

Pris och kvaliteter

Länkar

http://www.aerogel.org/

https://mkt-intl.com/materials/aerogel/silica-aerogel/

http://www.spin-project.eu/downloads/19AirglassLeif_Gullberg.pdf

http://www.aerogel.com/