Aerogel de sílica facilita o "isolamento térmico"

Na sociedade atual, a conservação de energia, a redução do consumo e a redução de emissões são modelos de desenvolvimento preconizados. Entre as medidas viáveis, além da conversão eficiente de energia e do desenvolvimento racional de energias renováveis, melhorar a eficiência de utilização de energia também é a chave para a conservação de energia, razão pela qual os "materiais isolantes" começaram a receber atenção.

A razão para isso é que o material de isolamento térmico pode reduzir a perda de calor no processo de geração de calor, transporte, armazenamento e uso em virtude de sua condutividade térmica extremamente baixa, por isso é amplamente utilizado na construção, indústria química, eletrônica, vestuário, aeroespacial, etc. Entre eles, o representante mais típico é o aerogel de sílica, devido à sua baixa condutividade térmica (<20,0mW/m K), constante dielétrica (<1,7), índice de refração (<1,1) e altas propriedades únicas como área de superfície (>1000,0m²/g) podem desempenhar um papel de várias maneiras. Entre todas as aplicações propostas, potenciais candidatos para aplicações de isolamento térmico são, sem dúvida, uma das direcções mais focadas.

Princípio da isolação térmica do aerogel da sílica

A condutividade térmica extremamente baixa do aerogel da sílica é atribuída principalmente a sua estrutura original do nanoporo e da rede tridimensional. Uma vez que os poros do aerogel estão na nanoescala, que está perto do caminho livre médio dos fónons, quando o calor passa pelos poros do aerogel, os nanoporos terão um efeito de espalhamento sério sobre os fónons, reduzindo o caminho livre médio dos fónons e tornando o calor A eficiência da transferência de calor através do acoplamento gás-sólido é reduzida.

Ao mesmo tempo, a porosidade dentro do aerogel é muito alta, que pode chegar a mais de 90%, e as paredes dos nanoporos são como escudos térmicos, que refletem e refratam continuamente a radiação térmica. O número infinito de paredes de poros faz a radiação A transferência de calor continua diminuindo; o tamanho dos poros do aerogel é semelhante ao caminho livre médio das moléculas de ar, e as moléculas de gás nos nanoporos muitas vezes perdem a capacidade de fluir livremente, tornando os poros em um estado de vácuo, e a eficiência da transferência de calor convectivo é próxima de zero.

Utilização de sílica para isolamento térmico

O aerogel de sílica é atualmente o material sólido com o melhor desempenho de isolamento térmico. Devido à sua fragilidade, diferentes métodos de dopagem são geralmente usados para melhorar as propriedades mecânicas na aplicação. Atualmente, a aplicação de produtos relacionados cobriu ocasiões de isolamento térmico, como pesquisa científica, indústria, defesa nacional, etc., especialmente em campos aeroespaciais e de navegação. Ao mesmo tempo, também pode ser usado em vários campos civis e industriais. A seguir estão algumas aplicações da forma aerogel de sílica.

1. Feltro aerogel

Materiais compósitos preparados por reforço de fibra são geralmente chamados de esteiras de aerogel. Atualmente, cobertores de aerogel de sílica são usados principalmente em edifícios de isolamento térmico. Comparado com materiais tradicionais de isolamento de parede, como lã de rocha, alvenaria e fibra no mercado, o feltro aerogel não só tem excelente desempenho de isolamento térmico, mas também tem resistência mecânica correspondente, que pode atender aos requisitos de isolamento térmico e isolamento térmico de isolamento de parede. Requisitos de resistência. Além disso, o feltro aerogel de sílica é feito em uma estrutura sanduíche, de modo que possa ser aplicado diretamente ao isolamento externo da parede.

2. Vidro isolado

Atualmente, a China é o maior produtor e usuário do mundo de paredes de cortina de vidro. Embora tenha excelentes vantagens de iluminação e estética, as paredes de cortina de vidro também causam consumo excessivo de energia devido à absorção de calor e reflexão de luz. No entanto, se o aerogel for adicionado à parede de cortina de vidro, pode aumentar a capacidade de isolamento térmico do edifício e reduzir o consumo de energia do edifício da parede de cortina de vidro sem afetar a iluminação original e a estética do vidro. Jensen et al. utilizaram aerogel de sílica porosa para preencher a camada média do vidro e descobriram que o desempenho do isolamento térmico foi de fato aprimorado, demonstrando assim a ampla perspectiva de mercado das janelas de aerogel de sílica, que se espera tornar uma ótima ferramenta para economia de energia e redução de emissões no futuro.

3. Revestimento/filme de isolamento térmico

Actualmente, a investigação sobre aerogéis no domínio dos revestimentos/filmes está a ser levada a cabo gradualmente. Em termos de revestimentos, Lu Bin e outros da Central South University misturaram aerogel de sílica com resina acrílica à base de água para preparar revestimentos de isolamento térmico para vidro. Gao Shuya e outros prepararam aerogel misturando aerogel de sílica com materiais compósitos de resina epóxi; Em termos de filmes finos, Ni Xingyuan e outros fizeram filmes de isolamento térmico compostos de filme de alumínio metálico e aerogel de sílica, que aumentou o efeito de isolamento térmico em cinco vezes.

A importância do "isolamento térmico" para melhorar a eficiência da utilização de energia e realizar economia de energia, redução do consumo e redução de emissões é óbvia. Portanto, a pesquisa sobre a aplicação de aerogel de sílica em materiais de isolamento térmico é muito importante para a utilização eficiente de recursos e energia, economia de energia e redução de emissões. A redução do consumo reveste-se de grande importância.