Kas ir airgel

Airgel ir sava veida nano porainu cietu materiālu, kas veidojas ar SOL gēla metodi, kurā šķidruma fāzi želejā aizstāj ar gāzi ar noteiktu žāvēšanas metodi [1]. Piemēram, želatīns, arābu gumija, silikons, mati, nagi utt. Airgel ir arī želejas īpašības, tas ir, izplešanās, tiksotropija un desizēšana.
Airgel ir mazākā cietā viela pasaulē un viena no desmit jaunajām tehnoloģijām ķīmiskajā laukā 2022. gadā.
Airgel ir sava veida cieta materiāla forma, kurai ir mazākais blīvums pasaulē. Blīvums ir 3 kilogrami uz kubikmetru. Parastā aerosa ir silīcija airgel gel, kuru 1931. gadā pirmo reizi izgatavoja amerikāņu zinātnieks Kistlers par azartspēlēm kopā ar draugiem. Ir daudz veidu aerogelu, ieskaitot silīciju, oglekli, sēru, metāla oksīdu, metālu un tā tālāk. Airgel ir salikts vārds. Šeit aero ir īpašības vārds, kas nozīmē "gaisā". Žēls ir acīmredzami želeja. Tas burtiski nozīmē gaisa želeju. Jebkuras vielas želeju var saukt par Airgel, ja vien to var žāvēt, lai noņemtu iekšējo šķīdinātāju un saglabātu tā formu pamatā nemainīgu, un produktam ir augsta porainība un zems blīvums.
Tā kā blīvums ir ārkārtīgi zems, vieglākais airgel ir tikai 0,16 mg/cm3, nedaudz zemāks par gaisa blīvumu, tāpēc to sauc arī par “sasalušiem dūmiem” vai “ziliem dūmiem”. Sakarā ar ārkārtīgi mazajām daļiņām iekšpusē (nanometra līmenī) redzamā gaisma mazāk izkliedējas, ejot cauri tam (Raileigh izkliede), tāpat kā saules gaisma, kas iet caur gaisu. Tāpēc tas arī šķiet zili kā debesis (ja nekas cits nav sajaukts), un nedaudz sarkans, ja tos skatās gaismas priekšā. Debesis ir zilas, bet vakara debesis ir sarkanas. Tā kā vairāk nekā 80% no gaisa ir gaisā, tam ir ļoti labs siltuma izolācijas efekts. Collas bieza airgela ir līdzvērtīga 20 līdz 30 parastā stikla gabaliņiem. Pat ja airgels tiek novietots starp rozi un liesmu, roze nemaz netiks sabojāta. Airgel ir arī dažādi izmantojumi kosmosa izpētē, ieskaitot krievu "Peace" kosmosa staciju un Amerikas "Marsa Pathfinder" zondes. Aerogelus izmanto arī kā Čerenkovas efekta detektorus daļiņu fizikas eksperimentos. Daļiņu diskriminētājs ar nosaukumu Airgel Cherenkov Counter (ACC) B Meson Factory Belle eksperimentālajā detektorā, kas ir augsts - enerģijas paātrinātāja pētniecības iestādes institūcija, ir nesens lietojumprogrammas piemērs. Šajā detektorā izmantotajam airgelam ir zema refrakcijas indeksa raksturlielumi starp šķidrumu un gāzi, kā arī augsta caurlaidība un cietviela, kas ir pārāka par tradicionālo kriogēnā šķidruma vai augsta - spiediena gaisa izmantošanas metodi. Tikmēr tā vieglā daba ir arī viena no tās priekšrocībām.
Šī jaunā materiāla blīvums ir tikai 3,55 kilogrami uz kubikmetru, kas ir tikai 2,75 reizes lielāks par gaisa blīvumu; Sausas priežu koksnes blīvums (500 kilogrami uz kubikmetru) ir 140 reizes lielāks nekā no tā. Šī viela izskatās kā sacietējusi dūmi, bet tās sastāvs ir līdzīgs stiklam. Sakarā ar ārkārtīgi zemo blīvumu, tas ir ļoti piemērots aviācijas un kosmosa lietojumiem. NASA reaktīvo vilces laboratorija, jauna Airgel, kuru izstrādājis Dr. Jones, galvenokārt sastāv no tīra silīcija dioksīda. Ražošanas procesā šķidruma silīcija savienojumu vispirms sajauc ar šķidru šķīdinātāju, kas var ātri iztvaikot, veidojot želeju, un pēc tam želeju žāvē instrumentā, kas līdzīgs spiedienam, un pēc sildīšanas un depresijas veidojas poraina sūkļa struktūra. Gaisa īpatsvars galīgajā Airgel, ko ieguva Dr. Džounss, bija 99,8%.
Airgel dažreiz sauc par "cietiem dūmiem" vai "saldētiem dūmiem", jo tā ir caurspīdīga krāsa un īpaši viegls svars. Šis jaunais materiāls var šķist trausls, taču tas faktiski ir ļoti izturīgs un izturīgs, spējīgs izturēt temperatūru līdz 1400 grādiem pēc Celsija. Šīm aerogelu īpašībām ir daudz pielietojumu kosmosa izpētē. Airgel materiāli tiek izmantoti krievu "miera" kosmosa stacijā un amerikāņu "Marsa Pathfinder" kosmosa kuģī.