Aerogel: An charm neamhghnách a bhaineann le hábhar draíochta
Ag 650 céim, leanann an gunna spraeála lasair ag spraeáil lasair, ach ní féidir leis blaosc cairtchláir atá brataithe go speisialta a adhaint; Ach amháin scartha le sraith de scannán, an lámh brúite ar an tábla te te go leor chun "bhácáil", ach is féidir a bhraitheann ach teas beag; Cruthaíonn sé "scannán cosanta" dofheicthe ar an lámh a ligeann don uisce "pop" ar an toirt ... Tá sé seo go léir cosúil le feiniméan "draíocht eolaíoch", go léir ó ábhar nua a shealbhaíonn níos mó ná dosaen Taifead Domhanda Guinness - aerógail.
Chun tuiscint níos iomasach a thabhairt duit ar iontais an aerogel, déanaimis cúpla turgnamh comparáide. Gcéad dul síos, cuirtear an t-ábhar airgel den tiús céanna agus an t-ábhar inslithe traidisiúnta (cosúil le rockwool, silicate, etc.) i dhá sheomra comhshaoil ardteochta comhionann, a bhfuil an teocht socraithe ag 650 céim. Rinneadh monatóireacht i bhfíor-am ar na hathruithe teochta ar an taobh amuigh den dá ábhar trí úsáid a bhaint as íomháóir teirmeach thar an 1-tréimhse chéanna uair an chloig. Feicfidh tú go n-ardóidh teocht lasmuigh an ábhair thraidisiúnta go tapa, agus níl sé i bhfad sula mbeidh dífhoirmiú, deataigh, etc., agus is ar éigean a athraíonn teocht lasmuigh an ábhair airgel go mór, agus coinnítear i gcónaí íseal. Léiríonn sé seo go hiomlán go bhfuil an airgel i bhfad níos mó ná airíonna inslithe theirmigh na n-ábhar traidisiúnta.
Féach ar an gcodarsnacht idir airgel agus substaintí soladacha coitianta (cosúil le miotail, adhmad, etc.). Má roghnaíonn tú píosa miotail leis an toirt céanna leis an blaincéad inslithe airgel agus a mheá ar leithligh, gheobhaidh tú amach go bhfuil meáchan an airgel i bhfad níos éadroime ná meáchan an bhloc miotail, rud a leagann béim ar shaintréithe an-éadrom an aerogel. Ansin cuirtear iad go comhuaineach ar phláta téimh atá socraithe go 200 céim. Le linn an phróisis téimh, bain úsáid as teirmiméadar chun a thomhas cé chomh tapa agus a ardaíonn an teocht ar dhromchla an dá shubstaint, agus cuirfidh na torthaí iontas ort. Ardaíonn teocht an dromchla miotail go tapa, agus ardaíonn teocht an dromchla airgel go han-mhall, rud a léiríonn cumas inslithe teirmeach den scoth an aerogel, i gcodarsnacht lom, ionas gur féidir leat draíocht an airgel a bhraitheann níos doimhne.
Reáchtáil gunna spraeála lasair ag teocht suas le 650 céim, mar aidhm ag gnáth-bhlaosc cairtchláir, agus ar an toirt, beidh an bhlaosc páipéir sruthán, beidh an lasair scaipeadh go tapa, agus beidh an bhlaosc cairtchláir a laghdú go dtí luaithreach ach thart ar 20 soicind.
Mar sin féin, nuair a bhí an bhlaosc cairtchláir brataithe le sraith tanaí de "péint draíochta" trédhearcach (ie táirgí a bhaineann le airgel) agus arís eile dóite le gunna lasair 650 céim, bhí an scéal difriúil go leor. An uair seo, ní hamháin nach ndearnadh an bhlaosc cairtchláir a adhaint, ach ní raibh aon rian den dóite lasair le feiceáil, rud a d'fhág nach raibh ach sraith de phúdar gráinneach bán ar a dhromchla. Má dhéanann tú teagmháil le cúl an pháipéir, ní féidir leat an teas a mhothú ar chor ar bith. De réir na foirne, i dtimpeallacht ardteochta de 650 céim, is féidir leis a dhó a sheasamh ar feadh níos mó ná 3 uair an chloig gan damáiste a dhéanamh.
Sa turgnamh seo, rinne teas na lasrach iarracht an sliogán cairtchláir a ionradh, ach d’fheidhmigh an sciath airgel mar bhac doscriosta, rud a choinnigh an teas amach go neamhthrócaireach. Is féidir leis an bhlaosc cairtchláir a bheith timpeallaithe go sábháilte ag lasracha, amhail is dá mba le draíocht, atá ina léiriú beoga ar airíonna inslithe theirmigh iontacha aerogel.
Tá baint ag an dara "draíochta" le huisce. In umar amháin, tá sraith de "púdar draíochta" neamh-leá (cáithníní aerogel) ar fionraí go daingean os cionn an uisce. Shroich an tuairisceoir tríd an púdar go dtí an bun, agus bhraith láithreach go raibh an lámh ar fad sáithithe le huisce. Ach nuair a tharraing sé amach a lámh, bhí ionadh air a fháil amach nach raibh braon uisce inti. Ina dhiaidh sin, cuireadh an lámh seo isteach i linnte eile go leor uaireanta, nó fiú nite go díreach le huisce, agus bhí an chuma ar an lámh ar fad i gcónaí a bheith fillte i "scannán cosanta" dofheicthe a d'fhéadfadh "pop" an t-uisce ar fad.
Tá an t-airí uisce-repellant seo de airgel mar gheall ar a airíonna dromchla speisialta. De bharr a mhicreastruchtúr tá sé deacair do mhóilíní uisce cloí leis, agus ina ionad sin cruthaíonn sé braoiníní a thiteann amach, díreach cosúil leis an éifeacht féinghlanta ar dhromchla na duille Lotus.
An féidir leat a chreidiúint gur féidir le lámh dhaonna teagmháil a dhéanamh le rud atá os cionn 100 céim gan dul dóite?
Díríonn an tríú "draíochta" ar "teas." I dtábla te is féidir a dhéanamh boil uisce fuar agus vaporize láithreach, leathadh sraith de "scannán draíochta" (páipéar inslithe aerogel), an tuairisceoir brúite nervously a lámh ar sé, agus ionadh, bhraith ach teas beag.
Teicneolaíocht: Taighde agus forbairt ar mhodhanna ullmhúcháin is fearr ar domhan
Taobh thiar de na "péint draíochta", "púdar draíochta" agus "draíochta" eile den sórt sin, go deimhin, tá siad ó chineál Guinness World Records le níos mó ná 10, agus mhol an iris Eolaíochta mar "an t-ábhar draíochta is féidir leis an domhan a athrú" - aerógail.
Dúirt innealtóir tacaíochta tionscail ábhar nua de Coon le tuairisceoirí gurb é airgel an t-ábhar soladach is éadrom ar domhan faoi láthair, agus is é an t-ábhar soladach is fearr ar domhan é freisin le feidhmíocht inslithe theirmigh agus cosanta dóiteáin.
Cad a dhéanann airgel chomh iontach sin? Mhínigh an t-innealtóir leis an analaí "candy cadáis."
Thug na hinnealtóirí faoi deara go raibh an gaol idir an airgel agus an gaineamh (silice go príomha) cosúil leis an gcaidreamh idir marshmallows agus siúcra bán. Tá a chuid airíonna inslithe theirmigh agus lasair-retardant den scoth mar gheall ar go bhfuil go leor poill nanascála ina struchtúr móilíneach, le porosity de níos mó ná 95%. Tá na poill nana-scála seo cosúil le "maze inslithe teasa" sa domhan micreascópach, áit a bhfuil an teas léirithe agus scaipthe i gcónaí agus é ag taisteal, rud a fhágann go bhfuil sé deacair a sheoladh go réidh, ionas go mbeidh seoltacht theirmeach an aeir an-íseal, agus is féidir é a bhaint amach. éifeacht inslithe theirmigh atá cosúil leis an bhfolús. "Tá na poill sa leamhachán infheicthe don tsúil nocht, ach tá na poill san airgel nanascála, 1,000 uair níos lú ná trastomhas gruaig dhaonna."
In ainneoin a n-airíonna den scoth, tá sé deacair aerogels a fháil.
Éilíonn ullmhúchán traidisiúnta airgel modh "ullmhú triomú supercritical", a chaithfear a ullmhú thar roinnt laethanta faoi theocht ard agus brú. Mar thoradh air seo tá go leor fadhbanna cosúil le costas ionchuir trealaimh ard, sreabhadh próiseas casta, astú truaillithe tromchúiseach, etc., rud a fhágann go bhfuil a chostas táirgthe fós ard. Dá bhrí sin, úsáidtear táirgí airgel den chuid is mó i bpríomhréimsí ar nós aeraspáis.
I bhfianaise an staid seo, d'fhorbair an fhoireann nuálaíochta faoi stiúir Xie Yi, acadóir Acadamh Eolaíochtaí na Síne agus ollamh Ollscoil Eolaíochta agus Teicneolaíochta na Síne, tar éis blianta fada d'iarrachtaí gan staonadh, modh ullmhúcháin airgel is mó ar domhan go neamhspleách - " modh triomú brú atmaisféarach airgel cosanta comhshaoil". Is féidir leis an modh seo costas ullmhúcháin aerogel a laghdú go mór, tionsclaíocht táirgí airgel a chur chun cinn níos réidh, agus iad a chur isteach i ndáiríre inár saol laethúil.
Iarratas: Tógáil "cóta dóiteáin"
I réimse na tógála, tá torthaí iontacha bainte amach ag cur i bhfeidhm airgel. Mar shampla, i bhfoirgneamh mór tráchtála, tá an tomhaltas fuinnimh bliantúil le haghaidh fuaraithe agus téimh sách mór nuair nach n-úsáidtear insliú airgel, agus is ionann costais leictreachais agus cuid mhór de na costais oibriúcháin. Tar éis ábhair inslithe aeir a mhodhnú, trí mhonatóireacht dhian ar thomhaltas fuinnimh agus staitisticí, fuarthas amach go laghdaítear an tomhaltas fuinnimh bliantúil i bhfuarú agus téimh go mór, agus laghdaítear an caiteachas leictreachais comhfhreagrach go mór freisin.
Tá an leibhéal tomhaltais fuinnimh i bhfad níos ísle ná an leibhéal d'fhoirgnimh tráchtála den chineál céanna sa chomharsanacht nach n-úsáideann insliú airgel, agus is léir an coigilteas fuinnimh.
Tá sé seo go príomha mar gheall ar fheidhmíocht den scoth bratuithe inslithe foirgnimh airgel. Ní mór dó ach sciath tanaí de 2 go 5 mm chun an éifeacht teocht leanúnach de 40 go 60 mm gnáth-ábhar inslithe a bhaint amach, rud a laghdóidh tomhaltas fuinnimh an tseomra faoi níos mó ná 30%. Ní hamháin go sábhálann an cumas inslithe ard-éifeachtach seo costais oibriúcháin suntasacha d'úinéirí foirgneamh, ach cuireann sé go dearfach freisin le laghdú ar an tomhaltas fuinnimh iomlán san earnáil tógála i gcomhthéacs abhcóideachta na sochaí ar fad maidir le caomhnú fuinnimh agus laghdú astaíochtaí.
Bhí ról fíor-riachtanach ag Zhejiang Runfew New Material Co., Ltd sa phróiseas seo. Leanann a chuid táirgí sraith airgel a forbraíodh go cúramach ag instealladh beogacht nua isteach i réimse an chaomhnaithe fuinnimh tógála, cabhrú le níos mó foirgneamh insliú ardéifeachtúlachta agus coigilte fuinnimh agus laghdú tomhaltais a bhaint amach, agus airgel a dhéanamh ar an ábhar draíochta seo luach níos mó a imirt i réimse na tógála.