シリカエアロゲル製」、「断熱」、より容易

In today's society, energy conservation, consumption reduction, and emission reduction are advocated development models. Among the feasible measures, in addition to the efficient conversion of energy and the rational development of renewable energy, improving energy utilization efficiency is also the key to energy conservation, which is why "insulation materials" have begun to receive attention.

これは、断熱材はその極めて低い熱伝導性のため、熱の発生、輸送、貯蔵、使用過程における熱損失を減らすことができるため、建築、化学工業、電子、服装、航空宇宙などの分野に広く応用されているからである。その中で、最も典型的な代表はシリカエアロゲルであり、その低熱伝導率（<2.0 mW/mK）、誘電率（<1.7）、屈折率（<1.1）と高い独特な性能、例えば表面積（>1000.0 m²/g）のため、多くの方面で作用することができる。提案されたすべてのアプリケーションの中で、断熱アプリケーションの潜在的な候補は、最も注目される方向の1つであることは間違いない。

シリカエアロゲルの断熱原理

シリカエアロゲルの極めて低い熱伝導率は、主にその独特なナノ細孔及び三次元ネットワーク構造に起因する。エアロゲルの細孔はナノスケールにあり、フォノンの平均自由行程に近いため、熱がエアロゲルの細孔を通過すると、ナノ細孔はフォノンに深刻な散乱効果を発生し、それによってフォノンの平均遊離行程を減少し、熱を発生する。気固結合による熱伝達効率が低下する。

同時に、エアロゲル内部の空隙率は非常に高く、90%以上に達することができ、ナノ細孔の壁は断熱板のように、絶えず熱放射を反射し、屈折させることができる。無限の数の孔壁は放射熱伝達を減少させ、エアロゲルの孔径は空気分子の平均自由行程と似ており、ナノ細孔中のガス分子は自由流動の能力を失い、孔を真空状態にし、対流熱伝達効率はゼロに近い。

シリカを用いた断熱

シリカエアロゲルは、現在最も断熱性の高い固体材料である。その脆性のため、用途では一般的に異なるドーピング方法を用いて機械的性質を改善する。現在、関連製品の応用はすでに科学研究、工業、国防などの断熱場、特に航空宇宙とナビゲーション分野をカバーしている。また、さまざまな民間および工業分野にも使用できます。以下はシリカエアロゲルの形態のいくつかの使用である。

1.エアロゲルフェルト

繊維強化によって製造される複合材料は、一般にエアロゲルマットと呼ばれる。現在、シリカエアロゲルカーペットは主に断熱建築に使用されている。市場の岩綿、煉瓦、繊維などの伝統的な壁保温材と比べて、エアロゲルフェルトは優れた保温性能を持つだけでなく、相応の機械強度を持ち、壁保温の断熱保温要求を満たすことができる。強度要件。また、シリカエアロゲルフェルトはサンドイッチ構造になっているので、外壁の保温に直接使用することができます。

2.断熱ガラス

現在、中国は世界最大のガラスカーテンウォール生産国とユーザーです。ガラスカーテンウォールには優れた照明と美的利点がありますが、吸熱と反射のため、ガラスカーテンウォールには過度なエネルギー消費が発生します。しかし、ガラスカーテンウォールにエアロゲルを添加すると、ガラスの原始的な照明や美しさに影響を与えることなく、建築の断熱性を高め、ガラスカーテンウォール建築のエネルギー消費を低減することができます。Jensenらは多孔質シリカエアロゲルを用いてガラスの中間層を充填し、断熱性能が確実に強化されていることを発見し、シリカエアロゲル窓の広い市場見通しを示し、将来の省エネ・排出削減のための絶好のツールになることが期待されている。

3.断熱コーティング/フィルム

現在、コーティング/フィルム分野におけるエアロゲルの研究が徐々に展開されている。塗料の面では、中南大学のルビンと他の人がシリカエアロゲルを水性アクリル樹脂と混合してガラス断熱塗料を製造した。高樹亜らはシリカエアロゲルとエポキシ樹脂複合材料を混合することによりエアロゲルを調製した、薄膜では、倪星元らが金属アルミニウム膜とシリカエアロゲルからなる断熱膜を作製し、断熱効果が5倍に向上した。

The importance of "heat insulation" to improve energy utilization efficiency and realize energy saving, consumption reduction and emission reduction is obvious. Therefore, the research on the application of silica aerogel in heat insulation materials is very important for the efficient utilization of resources and energy, energy saving and emission reduction. Consumption reduction is of great significance.