Aerogeel: erinevus redaktsioonide vahel
Eemaldatud sisu Lisatud sisu
P agar : agari |
PResümee puudub |
||
4. rida:
Aerogeele saab valmistada mitmest ainest. Kõige tuntumad on [[räni]]põhised aerogeelid, kuid kasutatakse ka [[süsinik|süsinikku]], metallide [[oksiid|oksiide]] ning muid [[anorgaaniline ühend|anorgaanilisi]] ja [[orgaaniline ühend|orgaanilisi ühendeid]].
Esimesed aerogeelid valmistas 1931. aastal [[Samuel Stephens Kistler]].<ref name="History of silica aerogels">{{netiviide|URL= http://eetd.lbl.gov/ECS/Aerogels/sa-making.html|Pealkiri= History of silica aerogels|Väljaandja= Lawrence Berkeley National Laboratory|Kasutatud= 14.10.2014}}</ref>
==Omadused==
13. rida:
* kõige väiksema tihedusega tahkis (0,0011g/cm<sup>3</sup>)
* kõige väiksema [[murdumisnäitaja|murdumisnäitajaga]] tahkis (1,002)
* kõige väiksem [[soojusjuhtivustegur]] (0,016 W/
* kõige aeglasem [[Heli kiirus|heli läbimise kiirus]] materjalis (70 m/s)
* kõige suurem monoliitse materjali [[eripind]] (3200 m<sup>2</sup>/g)
22. rida:
==Knudseni efekt==
Knudseni efekti tõttu saab aerogeeli soojusjuhtivustegur olla väiksem temas sisalduva gaasi samast näitajast. Kui gaasimolekule piiravate pooride läbimõõt on molekulide vaba tee pikkuse suurusjärgus, siis väheneb [[soojusjuhtivus]]. Tänu sellele saab aerogeelidel olla väiksem soojusjuhtivustegur kui selles sisalduval õhul.<ref name="Literature Review of High Performance Thermal Insulation">{{netiviide|URL= http://publications.lib.chalmers.se/records/fulltext/local_159807.pdf|Pealkiri= Literature Review of High Performance Thermal Insulation|Väljaandja= Chalmers University of Technology}}</ref>
==Materjalid==
34. rida ⟶ 33. rida:
Lisanditeta räni-aerogeelid suudavad kanda suuri raskusi, kuid ei talu dünaamilist survet. Nõnda võib räni-aerogeeli tükk massiga 2 g hoida enda peal telliskivi massiga 2,5 kg, kuid puruneb juba näpuga õrnalt vajutades. Mehaanilist vastupidavust suurendatakse kiud- ja polümeersete lisanditega, mis suurendavad tihedust ja vähendavad isolatsioonivõimet, kuid muudavad samas aine oluliselt painduvamaks ja vastupidavamaks, laiendades märgatavalt aerogeelide rakenduslikke võimalusi.<ref name="What is aerogel?"></ref>
Räni-aerogeelid on väga head [[dielektrik|dielektrikud]]. Nende erijuhtivus on suurusjärgus 10<sup>
===Süsinik===
44. rida ⟶ 43. rida:
==Rakendused==
Aerogeelide kasutamise rakendusi on palju, ent laialdast tootmist on siiani piiranud kõrged tootmiskulud ja ebasobivad kõrvalomadused.
* [[NASA]] kasutas Stardust missioonil aerogeeliplokke kosmilise tolmu püüdmiseks.<ref name="Catching comet dust">{{netiviide|URL= http://stardust.jpl.nasa.gov/tech/aerogel.html|Pealkiri= Catching comet dust|Väljaandja= NASA|Kasutatud= 14.10.2014}}</ref>
* NASA on kasutanud aerogeele ka [[skafander|skafandrite]] ja [[marss|Marsi]]-kulgurite soojustamiseks.<ref name="Preventing heat escape through insulation called aerogel">{{netiviide|URL= http://marsrovers.jpl.nasa.gov/mission/sc_rover_temp_aerogel.html|Pealkiri= Preventing heat escape through insulation called "aerogel"|Väljaandja= NASA CPL|Kasutatud= 14.10.2014}}</ref><ref name="Aerogels: Thinner, Lighter, Stronger">{{netiviide|URL= http://www.nasa.gov/topics/technology/features/aerogels.html#.VD0hjPmSw8p|Pealkiri= Aerogels: Thinner, Lighter, Stronger|Väljaandja= NASA|Kasutatud= 14.10.2014}}</ref>
60. rida ⟶ 59. rida:
Esmalt tuleb luua sool ehk [[kolloidlahus]]. Siinkohal tuleb eristada sõna [[sool]] erinevaid tähendusi. Kokku segatakse räni[[alkoksiid]] (milleks on üldjuhul TEOS ehk [[tetraetoksüsilaan]] või TMOS ehk [[tetrametoksüsilaan]]), [[vesi]] ja [[alkoholid|alkohol]] ([[metanool]] või [[etanool]]). [[Hüdrolüüs]]i ja [[polükondensatsioon]]i tulemusel tekivad räni nanoosakesed ning moodustub geel. Kuna geelistumine on aeganõudev, kasutatakse protsessi kiirendamiseks [[katalüsaator]]eid. Eelistatakse [[Alus_(keemia)|aluselisi]] katalüsaatoreid, nagu ammooniumhüdroksiid, kuna need säilitavad rohkem läbipaistvust ja kahandavad geeli vähem.<ref name="Silica aerogel">{{netiviide|URL= http://www.aerogel.org/?p=16 |Pealkiri= Silica aerogel|Kasutatud= 18.10.2014}}</ref>
Kõige levinum viis geeli kuivatamiseks on [[ülekriitiline süsinikdioksiid|superkriitilise süsinikdioksiidiga]] kuivatamine. Superkriitilisel süsinikdioksiidil on gaasi ja vedeliku vahepealsed omadused, kuna tema temperatuuri ja rõhu väärtused ületavad [[süsihappegaas|CO<sub>2</sub>]] [[kriitiline punkt|kriitilise punkti]] omi. CO<sub>2</sub> asendab geelis vedeliku ning normaaltingimustele toomisel süsihappegaas aurustub. Aerogeeli poorid täidab õhk. Enne superkriitilist kuivatamist tuleb geeli hoida lahuses, mis eemaldavad geelist vee (metanool, etanool, [[atsetoon]]).
Kui geelil lasta vabalt normaaltingimustel kuivada, ei jää aerogeeli struktuur samaks ja tekib [[xerogeel]]. Vedeliku aurustumisel kukub geeli struktuur [[pindpinevus|pindpinevuse]] tõttu kokku ja aerogeelile iseloomulikke poore ei teki. Seega väheneb oluliselt ruumala ning suurenevad tihedus ja soojusjuhtivus.<ref name="How is aerogel made?">{{netiviide|URL= http://www.aerogel.org/?p=4 |Pealkiri= How is aerogel made?|Kasutatud= 14.10.2014}}</ref><ref name="Silica aerogel recipes">{{netiviide|URL= http://www.aerogel.org/?cat=51 |Pealkiri= Silica aerogel recipes|Kasutatud= 14.10.2014}}</ref>
| |||