تولید ماده ترکیبی فوم و آيروژل
اين ماده کامپوزيتي قابليت ايزولاسيون دمايي را بهبود بخشيده است و داراي خاصيت خوب ايزولاسيون آکوستيک نيز است و همچنين خواص مکانيکي بسيار خوبي دارد.
اين ماده کامپوزيتي مي‌تواند جايگزيني براي پنل‌هاي ايزولاسيون آکوستيک (عایق صوتی) به کاربرده شده در هواپيماها، فضاپيماها و زيردريايي‌ها باشد.
اين ماده همچنين مي‌تواند در سازه يک ساختمان به دليل وزن کم، استحکام بالا، قابليت الاستيک خوب و قابليت انعطاف‌پذيري بالا به عنوان يک عايق قدرتمند استفاده شود.
ساختار اين ماده ترکيبي از اضافه کردن آيروژل، ماده‌اي که ذاتا داراي ضريب انتقال حرارت کم، چگالي کم و خاصيت ايزولاسيون آکوستيک خيلي خوب مي باشد به فوم پليمري حاصل مي‌شود.
آيروژل به تنهايي نيز در صنايع مختلف از جمله صنايع فضايي کاربرد دارد اما ترکيب آن با فوم، ماده‌اي با خواص بهبود يافته فراهم مي‌کند. بر اساس اخبار منتشر شده دانشمندان و محققان ايراني نيز موفق به توليد اين ماده (آيروژل) در کشور عزيزمان شده‌اند.
در سال 1391 محققان ايراني توانستند اين ماده را طي يک پروژه‌ي علمي-پژوهشي در دانشکده فني دانشگاه تهران توليد آزمايشگاهي کنند.
آيروژل و فوم مي‌توانند دماهاي پايين و بالا را تحمل کنند. اين مهم باعث شده که ماده ترکيبي نيز در دماهاي خيلي پايين و خيلي بالا قابل استفاده باشد.
ويژگي حرارتي اين ماده کامپوزيتي بهبود يافته است زيرا عنصر آيروژل موجود در اين کامپوزيت نقاط تماس جامد-جامد را کاهش مي دهد، بنابراين انتقال حرارت هدايتي به وسيله‌ي حالت جامد کاهش مي‌يابد.
همچنين آيروژل انتقال حرارت جابه‌جايي ميان گازهاي درون کامپوزيت را به دليل ساختار نانويي داخلي‌اش کاهش مي‌دهد.
بنابراين انتقال حرارت کلي درون کامپوزيت کاهش مي‌يابد. ضمن اين که اين ماده مي‌تواند در ترکيب با ساير مواد براي محافظ‌هاي تشعشعي نقش موثري داشته باشد.
اين ماده کامپوزيتي خاصيت ايزولاسيون حرارتي و آکوستيک فوم هاي پليمري را نيز بهبود بخشيده است. آيروژل مي تواند بهبود قابل توجهي در ميرايي آکوستيک و کاهش سر و صدا‌ي ناشي از حمل و نقل ايجاد کند. آيروژل همچنين مي تواند انرژي‌‌هاي غير منتظره در محدوده‌ي فرکانسي مشخص را تضعيف کند.
ترکيب فوم در اين ماده‌ي کامپوزيتي همچنين بعضي خاصيت هاي آيروژل را بهبود بخشيده است. آيروژل خيلي ترد و شکننده و سخت است و فرم دهي آن بسيار مشکل است.
فوم پليمري موجود در اين کامپوزيت، خاصيت مکانيکي اين ماده را بهبود بخشيده و باعث کاهش خاصيت شکنندگي و عدم فرم پذيري آيروژل شده و تا حد زيادي مشکلات ذاتي اين ماده را حل کرده است. بنابراين اين ماده‌ي کامپوزيتي بسيار انعطاف‌پذیرتر و فرم‌پذيرتر از آيروژل است.
هواژل
آیروٓل یا هَوا-ژِل یک ماده تولیدی است که کمترین چگالی را در میان مواد جامد دارد. این ماده از یک ژل به دست می‌آید که در آن قسمت مایع ژل با گاز جایگزین می‌شود. نتیجه این فرایند ماده‌ای جامد با چگالی بسیار کم و در عین حال، ویژگی قابل‌توجه در زمینه عایق گرمایی است. هواژل در فرهنگ عامه مردم تحت نام‌های دیگری هم‌چون دود منجمد، دود جامد، هوای جامد و یا دود آبی نیز شناخته می‌شود که این نام‌گذاری‌ها به دلیل ظاهر شفاف و نیز نحوه پخش نور در این ماده‌است.
هواژل برای نخستین بار توسط ساموئل استفان کیستلر در سال ۱۹۳۱ ساخته شد و تولید آن بر اساس یک شرط‌بندی برای جایگزین کردن قسمت مایع ژله خوراکی با گاز بود بدون آنکه ساختار ژله در هم بشکند.
فرایند تولید هواژل شامل استخراج بخش مایع ژل با استفاده از روش خشکاندن فوق بحرانی می‌باشد. با استفاده از این روش مایع به آهستگی از درون شبکه جامد ژل خارج می‌شود بدون آنکه به این شبکه آسیبی برسد و در اثر نیروی مویینگی در هم بشکند. مثلاً، ژله خوراکی در اثر تبخیر معمولی دچار درهم‌شکستگی ساختار شبکه جامد می‌شود. نخستین نمونه‌های هواژل از ژل اکسید سیلیسیم ساخته شدند و هواژل سیلیسی نامیده شدند. بعدها، کیستلر هواژل‌هایی با پایه اکسید آلومینیم، کروم و قلع ساخت. هواژل‌های کربنی در اواخر دهه ۸۰ میلادی ساخته شدند.
هواژل، سبک‌ترین ماده جامد شناخته شده در جهان است که چگالی سبک‌ترین نمونه ساخته شده از آن، تنها سه برابر هواست. ویژگی‌های منحصربه‌فرد این ماده آن را یکی از پرکاربردترین مواد به کار رفته در مأموریت‌های فضایی ساخته‌است. به عنوان نمونه، مسئولان ناسا از هواژل به منظور جلوگیری از یخ‌زدگی روبات مریخ‌نورد در شب‌های سیاره بهرام استفاده کردند. هم‌چنین این ماده برای گردآوری ذرات کیهانی در فضا بسیار مناسب است و در جریان ماموریت «استارداست» از آن برای جمع‌آوری مواد موجود در هاله پیرامون دنباله‌دار وایلد-۲ استفاده شد.
سبک بودن و رسانندگی گرمایی بسیار پایین موجب شده است که در صنعت هوافضا و دریا به عنوان عایق حرارتی استفاده شود.
No tags for this post.
