Aerożel ma bogatą historię, jest znany od 1931 roku. W 1940 roku jego wynalazca i chemik Samuel S. Kistler sprzedał licencję na technologię produkcji tego materiału firmie Monsanto Corporation. Jakie zastosowanie mają aerożele?
Czym jest aerożel i jak się go wytwarza?
W latach 50 i 60 ubiegłego wieku naukowcy odkryli wyjątkowe właściwości izolacyjne aerożelu. Jest on zwykle wytwarzany z krzemionki, choć ostatnio wykorzystuje się też nanorurki węglowe i grafen. Można spotkać także aerożele na bazie zeolitów i aluminoksantów. Najczęściej jednak stosuje się krzemionkę. Obecnie aerożele pozyskuje się chemicznie poprzez procesy prowadzące do powstania materiału krzemionkowego w postaci piany (metoda SOL-GEL opracowana w 1983 roku).
Aerożele na bazie krzemu są aerożelami nieorganicznymi. Oprócz nich można jeszcze wyróżnić organiczne – aerożele rezorcynowo-formaldehydowe oraz inne hybrydy.
Właściwości aerożeli
Aerożele charakteryzują się świetnymi właściwościami termoizolacyjnymi. Wynikają one z dużej ilości porów oraz struktury tego materiału. 90-99% masy aerożeli stanowi powietrze, reszta to nanoporowaty materiał, który powstaje po usunięciu części płynnej z żelu krzemionkowego. Co więcej, aerożele są ciałami stałymi, a nie gazami. Ich budowa jest tak bardzo porowata, że można ją porównać do naszyjnika z pereł o wymiarach 1-5 nm. Za tę strukturę odpowiadają nanocząsteczki. To, że są naprawdę niewielkie, wpływa na wygląd aerożelu. Może on mieć postać transparentnego ciała stałego o porowatej strukturze. Jednocześnie jest doskonałym izolatorem. Jego przewodność ciepła wynosi 100 razy mniej w porównaniu z organicznymi polimerami o standardowej gęstości.
Izolacje aerożelowe wyróżnia najlepszy współczynnik przewodzenia ciepła ze wszystkich materiałów izolacyjnych. Dzięki temu nie trzeba stosować grubej warstwy izolacyjnej, aby zapewnić odpowiedni komfort cieplny w domu przy jednoczesnym oszczędzaniu energii.
Dom w zimie tylko w niewielkim stopniu traci ciepło, a latem wnętrza się nie nagrzewają.
Jakie jest zastosowanie aerożeli?
W budownictwie aerożel krzemionkowy stosowany jest w formie specjalnych mat. Wykorzystuje się je w miejscach, gdzie niezbędne jest zabezpieczenie o minimalnej grubości. Maty aerożelowe nadają się do wykonywania izolacji cieplnej stropów, sufitów oraz ścian. Stosuje się je także jako podkłady pod cementowe wylewki.
Aerożele krzemionkowe wykorzystuje się w bezspoinowych systemach ociepleń – jako izolacje ościeży i rurociągów. Świetnie sprawdzają się jako materiał do obudowy przyczep mieszkalnych i innych ruchomych domów.
Aerożele stosuje się w izolacjach wewnętrznych obiektów będących pod nadzorem konserwatora. Dotyczy to zwłaszcza budynków, których elewacja ma mieć pierwotną formę, na przykład zabytków.
Aerożele są wykorzystywane nie tylko w budownictwie. Stosuje się je do budowy statków i skafandrów kosmicznych oraz do kumulowania pyłów w próżni. Aerożele są doskonałe jako podkłady katalizatorów reakcji chemicznych. Wykorzystuje się je także jako wypełnienia termoizolacyjne samolotów.
Aerożele – jakie są ich plusy i minusy?
Aerożele krzemionkowe, oprócz swoich parametrów cieplnych, są bardzo bezpieczne dla środowiska. Nic dziwnego, w końcu są naturalnym surowcem. Czy mają jakieś minusy? Owszem, jednak są one znikome wobec ich plusów. Przede wszystkim aerożele są materiałami, które się pylą, jednak w naszym asortymencie posiadamy wersję aerożelu, który posiada specjalną warstwę eliminująca pylenie.