Aerogel

1. Introducere

Aerogelurile sunt o clasă specială de materiale poroase obținute prin uscarea în condiții supracritice a unui gel umed.

Aerogelurile au primit o atenție deosebită în ultimele decenii, deoarece posedă multe proprietăți fizico-chimice unice și caracteristice. De exemplu, aerogelul solid poate fi fabricat la o densitate mai mică decât orice alt material solid, cu o densitate cuprinsă între 1,5 și 50 mg / cm3. De asemenea, oferă o izolație termică extrem de redusă, , proprietăți acustice scăzute (viteze ale sunetului de până la 100 m / s) transmisie, peste 90% chiar la 632,8 nm.

Termenul general "aerogel" descrie un material solid de suprafață cu o structură internă de pori și rețele care au fost inițial umplute cu lichid în timpul sintezei, dar acesta a fost înlocuit cu aer.

Figura 1-Aerogel

Aerograful a fost descoperit pentru prima dată de omul de știință Samuel S. Kistler la sfârșitul anilor 1920. Proprietățile sale caracteristice au fost descoperite treptat de la sinteza inițială. Activitatea lui Kistler a condus la dezvoltarea multor alte materiale noi și fascinante, de compoziție diferit.

Figura 2- Primul aerogel din silice comercială

Primul aerogel de silice comercială a fost produs de Monsanto Chemical în anii 1940.

Sinteza aerogelului implică trei etape: formarea solului și a gelului, îmbătrânirea gelului și uscarea solventului. Aceasta creează structura poroasă internă, care conferă materialului proprietățile sale caracteristice.

2. Metoda de preparare sol-gel:

Procesul sol-gel este o tehnică chimică umedă, care este utilizată pe scară largă pentru fabricarea de materiale de oxid de suprafață cu conținut ridicat de suprafață. Procesul sol-gel este compus din trei etape: hidroliza, condensarea și uscarea. O particulă de sol lichid (cele mai mici particule de semințe din solvent) este inițial creată prin hidroliza unui precursor chimic, urmată de condensare pentru a forma un gel. Primele precursori utilizați în prelucrarea sol-gel au fost sărurile metalice MXn.

Figura 3- Schema de obtinere a aerogelului prin procedeul sol-gel

Pentru a înțelege aglomerarea particulelor, se apreciaza caracteristicile de suprafață ale particulei și tipul de specii apoase care o înconjoară. În general, particulele încărcate cu sarcină neutră dau agregate mai mari pentru a forma particule mai mari, care până la o dimensiune critică se pot regla.