Aerogel

Extras din referat Cum descarc?

Generalitati
Aerogel este un material sintetic poros ultrausor derivat dintr-un gel, in care componenta lichida a gelului a fost inlocuit cu un gaz. Rezultatul este un solid cu densitate extrem de mica si conductibilitate termica extrem de scazuta. Mai putem intalni si denumirile de fum inghetat, fum solid, aer solid, nor solid, fum albastru, datorita naturii sale translucide si a modului in care se imprastie lumina in material. Se simte ca polistiren expandat fragil la atingere. Aerogelele pot fi facute dintr-o varietate de compusi chimici. Aerogelul a fost creat pentru prima data de Samuel Stephens Kistler in 1931, ca urmare a unui pariu cu Charles Learned care afirma ca ar putea inlocui lichidul in "jeleuri" cu gaz, fara a provoca contractii. 
Aerogelii sunt produsi prin extragerea componentei lichide a unui gel prin uscare supercritica. Aceasta permite uscarea lenta a lichidului fara a face ca matricea solida din gel sa se prabuseasca din actiunea capilara, asa cum s-ar intampla cu evaporarea conventionala. Primii aerogeli au fost produsi din geluri de silice. Lucrarile ulterioare ale lui Kistler au implicat aerogeli pe baza de alumina, croma si dioxid de staniu. Aerogelii cu carbon au fost dezvoltati pentru prima data la sfarsitul anilor '80. Aerogelul nu este un singur material cu o formula chimica stabilita; in schimb, termenul este folosit pentru a grupa toate materialele cu o anumita structura geometrica.
Proprietati
In ciuda numelui, aerogelele sunt materiale solide, rigide si uscate, care nu seamana cu un gel in proprietatile lor fizice: numele vine de la faptul ca sunt fabricate din geluri. Apasand incet pe un aerogel de obicei, nu lasa nici un semn minor; apasand mai ferm va lasa o depresie permanenta. Apasarea extrem de ferma va provoca o distrugere catastrofala a structurii rare, ceea ce o va face sa se sparga ca sticla (o proprietate cunoscuta sub numele de friabilitate), desi variatiile mai moderne nu sufera de acest lucru. In ciuda faptului ca este predispus la spargere, este foarte puternic structural. Abilitatile sale impresionante de purtare se datoreaza microstructurii dendritice, in care particulele sferice de dimensiuni medii 2-5 nm sunt contopite in clustere. Aceste clustere formeaza o structura tridimensionala extrem de poroasa a lanturilor aproape fractale, cu pori putin sub 100 nm. Dimensiunea medie si densitatea porilor pot fi controlate in timpul procesului de fabricatie. 
Aerogelul este un material format din 99.8% aer. Aerogelele au o retea solida poroasa care contine buzunare de aer, cu buzunarele de aer ocupand majoritatea spatiului din material. Lipsa materialului solid permite aerogelului sa fie aproape lipsit de greutate. 
Aerogelele sunt izolatori termici buni, deoarece anuleaza aproape doua dintre cele trei metode de transfer de caldura - conductibilitate (in mare parte sunt compuse din gaze izolatoare) si convectia (microstructura impiedica circulatia neta a gazelor). Sunt izolatori buni, deoarece sunt compuse aproape in intregime din gaze, care sunt conductoare de caldura foarte slabe. Aerogelul din silice este un izolator deosebit de bun, deoarece silicea este, de asemenea, un conductor de caldura slab; un aerogel metalic sau din carbon, pe de alta parte, ar fi mai putin eficient. Ei sunt buni inhibitori de convectie, deoarece aerul nu poate circula prin structura. Aerogelii sunt izolatori radiationali saraci, deoarece radiatiile infrarosii trec prin ele. 
Datorita naturii sale higroscopice, aerogelul se simte uscat si actioneaza ca un agent deshidratant puternic. Persoanele care manipuleaza aerogelul pentru perioade indelungate trebuie sa poarte manusi pentru a preveni aparitia petelor uscate fragile pe piele. 
Culoarea usoara pe care o are se datoreaza raspandirii Rayleigh a lungimilor de unda mai scurte ale luminii vizibile prin structura dendritica de dimensiuni nano. Acest lucru face ca acesta sa para albastru fumos pe fundaluri intunecate si galbui pe fundaluri luminoase. 
Aerogelii singuri sunt hidrofili si, daca absorb umiditatea, sufera de obicei o modificare structurala, cum ar fi contractia si se deterioreaza, dar degradarea poate fi prevenita prin transformarea lor hidrofoba, printr-un tratament chimic. Aerogelii cu interioare hidrofobe sunt mai putin sensibile la degradare decat aerogelii cu doar un strat hidrofob extern, chiar daca o fisura penetreaza suprafata.
Efectul Knudsen
Aerogelele pot avea o conductibilitate termica mai mica decat cea a gazului pe care il contin. Acest lucru este cauzat de efectul Knudsen, o reducere a conductibilitatii termice a gazelor atunci cand dimensiunea cavitatii care cuprinde gazul devine comparabila cu calea medie libera. In mod efectiv, cavitatea restrictioneaza miscarea particulelor de gaz, scazand conductibilitatea termica pe langa eliminarea convectiei. De exemplu, conductibilitatea termica a aerului este de aproximativ 25 mW/(m- K) la STP si intr-un recipient mare, dar scade la aproximativ 5 mW/(m- K) intr-un diametru de 30 de nanometri in pori.
Structura
Structura aerogelului rezulta dintr-o polimerizare sol-gel, care are loc atunci cand monomerii (molecule simple) reactioneaza cu alti monomeri pentru a forma un sol sau o substanta care consta din macromolecule legate, reticulate, cu depuneri de solutie lichida printre ele. Cand materialul este incalzit in mod critic, lichidul se evapora si ramane in urma cadrul macromoleculelor legate, incrucisate. Rezultatul polimerizarii si incalzirii critice este crearea unui material care are o structura puternica poroasa clasificata drept aerogel. Variatiile de sinteza pot modifica suprafata si dimensiunea porilor aerului. Cu cat dimensiunea porilor este mai mica, cu atat este mai susceptibila fracturarea aerului.


Fisiere in arhiva (1):

  • Aerogel.docx

Imagini din acest proiect Cum descarc?

Promoție: 1+1 gratis

După plată vei primi prin email un cod de download pentru a descărca gratis oricare alt referat de pe site.Vezi detalii.


Descarcă aceast referat cu doar 4 € (1+1 gratis)

Simplu și rapid în doar 2 pași: completezi adresa de email și plătești. După descărcarea primului referat vei primi prin email un alt cod pentru a descărca orice alt referat.

1. Numele, Prenumele si adresa de email:

Pe adresa de email specificata vei primi link-ul de descarcare, nr. comenzii si factura (la plata cu cardul). Daca nu gasesti email-ul, verifica si directoarele spam, junk sau toate mesajele.

2. Alege modalitatea de plata preferata:


* La pretul afisat se adauga 19% TVA, platibil in momentul achitarii abonamentului / incarcarii cartelei.

Hopa sus!