Silica aerogel membuat "insulasi panas" lebih mudah

Dalam masyarakat hari ini, konservasi energi, pengurangan konsumsi, dan pengurangan emisi adalah model pengembangan yang disarankan. Di antara tindakan yang dapat dilakukan, selain konversi efisien energi dan pembangunan rasional energi pembaruh energi, meningkatkan efisiensi penggunaan energi juga kunci untuk konservasi energi, itulah sebabnya "bahan insulasi" mulai menerima perhatian.

Alasannya adalah bahan insulasi termal dapat mengurangi kehilangan panas dalam proses generasi panas, transportasi, penyimpanan dan penggunaan karena konduktivitas termal yang sangat rendah, sehingga ia digunakan secara luas dalam konstruksi, industri kimia, elektronik, pakaian, aerospace, dll. lapangan. Di antara mereka, yang paling tipis adalah silica aerogel, karena konduktivitas termal rendah (<20,0mW/m K), konstan dielektrik (<1,7), indeks refraktif (<1,1) dan sifat unik tinggi seperti permukaan area (>1000,0m ²/g) dapat bermain peran dalam banyak cara. Di antara semua aplikasi yang diusulkan, kandidat potensial untuk aplikasi insulasi panas tidak diragukan adalah salah satu arah yang paling fokus.

Prinsip insulasi termal dari silica aerogel

Kondisivitas termal yang sangat rendah dari silica aerogel terutama disebabkan oleh nanopor unik dan struktur jaringan tiga dimensi. Karena poro aerogel berada di nanoscale, yang dekat dengan rata-rata jalan bebas dari fonon, ketika panas melewati poro aerogel, nanopor akan memiliki efek penyebaran serius pada fonon, mengurangi rata-rata jalan bebas dari fonon dan membuat panas Efisiensi transfer panas melalui gas-solid coupling dikurangi.

Pada saat yang sama, porositas di dalam aerogel sangat tinggi, yang dapat mencapai lebih dari 90%, dan dinding nanopor seperti perisai panas, yang terus menerus merefleksi dan refraksi radiasi termal. Jumlah tak terbatas dinding pori membuat radiasi Transfer panas terus menurun; ukuran poro aerogel mirip dengan rata-rata jalur bebas molekul udara, dan molekul gas di nanopor sering kehilangan kemampuan untuk mengalir bebas, membuat poro dalam keadaan vakum, dan efisiensi transfer panas konveksif hampir nol.

Penggunaan silika untuk insulasi panas

Silica aerogel saat ini adalah bahan solid dengan prestasi insulasi panas terbaik. Karena kelemahannya, metode doping yang berbeda biasanya digunakan untuk meningkatkan properti mekanik dalam aplikasi. Saat ini, aplikasi produk terkait telah menutupi kesempatan insulasi panas seperti penelitian ilmiah, industri, pertahanan nasional, dll., terutama di bidang angkasa udara dan navigasi. Pada saat yang sama, itu juga dapat digunakan di berbagai bidang sipil dan industri. Berikut adalah beberapa aplikasi bentuk silica aerogel.

1. Pesawat terbang

Material komposit yang disediakan oleh penyembahan serat biasanya disebut mats aerogel. Saat ini, selimut silica aerogel terutama digunakan di gedung insulasi panas. Berbanding dengan bahan insulasi dinding tradisional seperti bulu batu, batu bata, dan serat di pasar, aerogel merasa tidak hanya memiliki prestasi insulasi panas yang baik, tetapi juga memiliki kekuatan mekanik yang sama, yang dapat memenuhi permintaan insulasi panas dan insulasi panas dari insulasi dinding. keperluan kekuatan. Lagipula, perasaan silica aerogel dibuat menjadi struktur sandwich, sehingga dapat diaplikasikan secara langsung pada insulasi dinding luar.

2. Kaca terisolasi

Saat ini, Cina adalah produser terbesar di dunia dan pengguna dinding tirai kaca. Meskipun itu memiliki cahaya yang bagus dan keuntungan estetik, dinding tirai kaca juga menyebabkan konsumsi energi berlebihan karena penyorban panas dan refleksi cahaya. Namun, jika aerogel ditambah ke dinding tirai kaca, ia dapat meningkatkan kapasitas insulasi panas bangunan dan mengurangi konsumsi energi dari bangunan tirai kaca dinding tanpa mempengaruhi cahaya asli dan estetik kaca. Jensen et al. menggunakan aerogel silica porous untuk mengisi lapisan tengah kaca, dan menemukan bahwa prestasi insulasi panas benar-benar meningkat, sehingga menunjukkan prospek pasar luas jendela silica aerogel, yang diharapkan menjadi alat besar untuk menghemat energi dan mengurangi emisi di masa depan.

3. Penutup/film insulasi panas

Saat ini, penelitian tentang aerogel di lapangan penutup/film secara perlahan-lahan sedang dilakukan. Dalam hal penyamaran, Lu Bin dan lainnya dari Central South University telah mencampur silica aerogel dengan resin akrilik berasasi air untuk mempersiapkan penyamaran insulasi panas untuk kaca. Gao Shuya dan lainnya telah mempersiapkan aerogel dengan mencampur silica aerogel dengan bahan komposit resin epoksi; Dalam hal film tipis, Ni Xingyuan dan lainnya telah membuat film insulasi panas yang terdiri dari film aluminium logam dan aerogel silika, yang telah meningkatkan efek insulasi panas lima kali.

Kepentingan dari "insulasi panas" untuk meningkatkan efisiensi penggunaan energi dan menyadari penyimpanan energi, pengurangan konsumsi dan pengurangan emisi adalah jelas. Oleh karena itu, penelitian tentang aplikasi silica aerogel dalam bahan insulasi panas sangat penting untuk penggunaan efisien sumber daya dan energi, penyimpanan energi dan reduksi emisi. Pengurangan konsumsi sangat penting.