அது என்ன ஏரோகெல்?

ஏர்கெலின் பிறப்பு

1931 ஆம் ஆண்டில், கிஸ்ட்லர் ஒரு ஆல்கஹால் சூப்பர் கிரிட்டிகல் உலர்த்தும் நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி திரவத்திலிருந்து திடப்பொருளைப் பிரித்து, வாயுவின் அமைப்பு சுருங்குவதையும் சரிவதையும் தடுத்தார், இதன் விளைவாக உலகில் ஏர்கெல் உருவானது.

ஏர்கெல்லின் வரையறை
ஏர்ஜெல் என்பது ஒரு இலகுரக நானோ-நுண்துளை உருவமற்ற திடப்பொருளாகும், இது நானோமீட்டர் அளவிலான நுண்துகள்கள் ஒன்றோடொன்று ஒன்றிணைந்து நானோமீட்டர் அளவிலான நுண்துளை நெட்வொர்க் அமைப்பை உருவாக்குகிறது மற்றும் நெட்வொர்க் எலும்புக்கூட்டில் அதிக எண்ணிக்கையிலான வாயு பரவல் ஊடகங்களால் நிரப்பப்படுகிறது.

ஏரோஜெல்கள் ஒரு செயல்பாட்டு பொருள் மட்டுமல்ல, பொருளின் புதிய நிலையும் கூட. பல பண்புகளில் ஏரோஜெல் நிலை, பொருளின் மற்ற நிலைகளிலிருந்து அடிப்படையில் வேறுபட்டது. இது திடப்பொருளைப் போலவே நிலையான அளவு மற்றும் வடிவத்தைக் கொண்டுள்ளது, இருப்பினும் அதன் வெளிப்படையான அடர்த்தி அதிகபட்சம் 1 கிராம்/செ.மீ³ முதல் 0.001 கிராம்/செ.மீ³ வரை (காற்றின் அடர்த்தியை விடக் குறைவு) பரவக்கூடும்; அதே நேரத்தில், இது ஒரு கடற்பாசி போன்ற நுண்துளை அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது, நுண்ணிய (நானோ-அளவிலான எலும்புக்கூடு), மேக்ரோஸ்கோபிக் (அமுக்கப்பட்ட பொருள்) மற்றும் மீசோஸ்கோபிக் (பல-நிலை மற்றும் பின்ன அமைப்பு) பண்புகளின் பல பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது, இதனால் ஏரோஜெல்கள் பல தனித்துவமான பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன. இது மிகக் குறைந்த வெப்ப கடத்துத்திறன், மிகக் குறைந்த நெகிழ்ச்சித்தன்மை, மிகக் குறைந்த ஃபோனான் வீதம், மிகக் குறைந்த ஒளிவிலகல் குறியீடு, குறைந்த மின்கடத்தா மாறிலி, மிகக் குறைந்த ஒலி வேகம், அதிக குறிப்பிட்ட மேற்பரப்பு பகுதி, மிகவும் பரந்த அடர்த்தி மற்றும் ஒளிவிலகல் குறியீட்டு விநியோகம் போன்றவற்றை வெளிப்படுத்துகிறது.

ஏரோஜெல்களின் வகைப்பாடு
ஏரோஜெல்களின் பரந்த வரம்பு உள்ளது, அவை கிட்டத்தட்ட அனைத்து பொருள் அமைப்புகளையும் உள்ளடக்கியது. பொதுவாக, வேதியியல் கலவையின் படி, அவற்றை கரிம ஏரோஜெல்கள், கனிம ஏரோஜெல்கள் மற்றும் கூட்டு ஏரோஜெல்கள் எனப் பிரிக்கலாம். ஏரோஜெல்களை அவற்றின் முக்கிய கூறுகளின்படி சிலிக்கான், கார்பன், சல்பர், உலோக ஆக்சைடு மற்றும் உலோக அமைப்புகள் என்றும் வகைப்படுத்தலாம்.

ஏரோஜெல்களின் நிலை மற்றும் பங்கு
ஏரோஜெல்கள் உலகை மாற்றும் என்று விஞ்ஞானிகள் கூறுகிறார்கள்.

அமெரிக்க சயின்ஸ் இதழின் 10வது இதழில், ஏர்ஜெல் முதல் 250 சூடான அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப சிக்கல்களில் ஒன்றாக பட்டியலிடப்பட்டது. ஆகஸ்ட் 20, 2007 அன்று, தி டைம்ஸ், ஏர்ஜெல் என்பது உலகின் மிக இலகுவான திடப்பொருள் என்றும், இது 1 கிலோ டைனமைட்டின் வெடிக்கும் சக்தியைத் தாங்கும் என்றும், 1300°C க்கு மேல் உள்ள ஊதுகுழலின் வெப்பத்திலிருந்து உங்களைத் தடுக்கும் என்றும் செய்தி வெளியிட்டது. சூப்பர்-இன்சுலேட்டட் ஸ்பேஸ் சூட்கள் முதல் சூப்பர் கேபாசிட்டர்கள், வினையூக்கிகள், அடுத்த தலைமுறை டென்னிஸ் ராக்கெட்டுகள் வரை அனைத்திலும் ஏர்ஜெலின் பயன்பாட்டை விஞ்ஞானிகள் ஆராய்ந்து வருகின்றனர். 1930களில் இருந்து பீனாலிக் ரெசின், 1980களில் இருந்து கார்பன் ஃபைபர் மற்றும் 1990களில் இருந்து சிலிகான் போன்ற புகழ்பெற்ற பொருட்களின் தலைமுறைகளுக்கு போட்டியாக ஏர்ஜெல் உறுதியளிக்கிறது.

உலகின் மிக லேசான திடப்பொருளாக கின்னஸ் புத்தகத்தில் ஏர்ஜெல் பல முறை பட்டியலிடப்பட்டுள்ளது. ஏர்ஜெல் மிகக் குறைந்த வெப்ப கடத்துத்திறன் மற்றும் ஒளிவிலகல் குறியீட்டையும் கொண்டுள்ளது மற்றும் சிறந்த கண்ணாடி இழைகளை விட 39 மடங்கு அதிக மின்கடத்தா தன்மையைக் கொண்டுள்ளது. ரஷ்ய மிர் விண்வெளி நிலையம் மற்றும் அமெரிக்க மார்ஸ் பாத்ஃபைண்டர் ரோவரை வெப்பமாக காப்பிட ஏர்ஜெல் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளது, மேலும் ஏற்கனவே விண்வெளித் துறையில் முக்கிய பங்கு வகித்துள்ளது.

ஏர்கெல் உருவாக்கத்தின் வரலாறு
1931 ஆம் ஆண்டு, அமெரிக்காவின் ஸ்டான்போர்ட் பல்கலைக்கழகத்தில் கிஸ்ட்லரால் முதன்முதலில் ஏரோஜெல்கள் தயாரிக்கப்பட்டன.
1985 ஆம் ஆண்டு, ஜெர்மனியின் வூர்ஸ்பர்க் பல்கலைக்கழகத்தில் இயற்பியல் நிறுவனத்தால் ISA எனப்படும் ஏரோஜெல்கள் பற்றிய முதல் கருத்தரங்கு ஏற்பாடு செய்யப்பட்டது.
1993 ஆம் ஆண்டு, விண்வெளி உடைகள், விண்கலம் மற்றும் விண்வெளி ஓடங்களை காப்பிட ஏரோஜெல்கள் பயன்படுத்தப்பட்டன.
2002 ஆம் ஆண்டு, நாசா நிறுவனமான ஆஸ்பென் ஏர்கெல், ஏரோஜெல்களை உருவாக்கி உற்பத்தி செய்வதற்காக நிறுவப்பட்டது.
2004, உள்நாட்டு சீன ஆராய்ச்சி நிறுவனங்களால் நடத்தப்பட்ட ஏர்கெல் ஆராய்ச்சி.
2006 ஆம் ஆண்டு, சீனாவில் உள்ள உள்நாட்டு ஏர்கெல் நிறுவனங்கள் ஏரோஜெல்களை உருவாக்கத் தொடங்கின.
2017, சீனா அறிவித்தது, GB/T 34336-201, நுண்துளைகள் இல்லாத ஏரோஜெல் கூட்டு காப்பு தயாரிப்புகள்
2021 ஆம் ஆண்டு, கார்பன் ஃபைபர், ஏர்ஜெல், சிறப்பு எஃகு மற்றும் பிற அடிப்படைப் பொருட்களின் ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டை விரைவுபடுத்துவது குறித்து, "2023 ஆம் ஆண்டுக்குள் கார்பன் உச்சத்தை எட்டுவதற்கான செயல் திட்டம்" என்ற ஒரு அறிக்கையை மாநில கவுன்சில் வெளியிட்டது.

ஏரோஜெல்களின் முக்கிய பண்புகள்
(1) மிக ஒளி. ஏர்ஜெல் என்பது உலகின் மிகக் குறைந்த அடர்த்தி கொண்ட திடப்பொருள், காற்றின் நிறைவில் ஆறில் ஒரு பங்கு குறைந்தபட்ச அடர்த்தி கொண்டது. அடர்த்தி மாறுபாட்டின் வரம்பு பொதுவாக 0.001~1g/cm³ ஆகும்.

(2) அதிக போரோசிட்டி மற்றும் அதிக குறிப்பிட்ட மேற்பரப்பு. போரோசிட்டி 80%~99.9%, குறிப்பிட்ட மேற்பரப்பு 200~1000m2/g, மற்றும் துளைகளின் வழக்கமான அளவு 1~100nm ஆகும்.

(3) சூப்பர் வெப்ப காப்பு. ஏர்ஜெல்லின் மெல்லிய நானோ-நெட்வொர்க் அமைப்பு உள்ளூர் வெப்ப தூண்டுதலின் பரவலை திறம்பட கட்டுப்படுத்துகிறது, மேலும் அதன் திட-நிலை வெப்ப கடத்துத்திறன் தொடர்புடைய கண்ணாடிப் பொருளை விட 2~3 ஆர்டர்கள் அளவு குறைவாக உள்ளது.

ஏர்ஜெல் வெப்ப காப்பு கொள்கை
குறைக்கப்பட்ட வெப்ப பரிமாற்றம்: ஏர்ஜெல்லிலுள்ள எண்ணற்ற நானோ துகள்கள் ஒரு வலை எலும்புக்கூட்டை உருவாக்குகின்றன, மேலும் வெப்பம் எண்ணற்ற நானோ துகள்களுடன் மட்டுமே பாய முடியும். வெப்ப ஓட்டத்தை எண்ணற்ற நானோ துகள்களுடன் மட்டுமே நடத்த முடியும், இதன் விளைவாக திடப்பொருளில் கிட்டத்தட்ட எல்லையற்ற வெப்பப் பரிமாற்றப் பாதை ஏற்படுகிறது. திடப்பொருளில் வெப்பப் பரிமாற்றம் மிகக் குறைந்த அளவிற்குக் குறைக்கப்படுகிறது.

வெப்பக் கடத்தல் தடைபடுதல் : ஏரோஜெல்களின் சராசரி துளை அளவு 20-40 நானோமீட்டர் ஆகும், இது வாயு மூலக்கூறுகளின் சராசரி தடையற்ற இயக்க வரம்பான 69 நானோமீட்டரை விடச் சிறியது. இதனால், துளைகளில் உள்ள வாயு மூலக்கூறுகள் தடையின்றி நகரும் திறனை இழந்து, வெப்பக் கடத்தலை ஏறக்குறைய சாத்தியமற்றதாக ஆக்குகின்றன.

குறைக்கப்பட்ட வெப்பக் கதிர்வீச்சு : ஏரோஜெல்களில் உள்ள நானோ துகள்களால் உருவாகும் துளைச் சுவர்கள் அகச்சிவப்புக் கதிர் தடுப்புகளாகச் செயல்படுகின்றன, மேலும் இந்த எண்ணற்ற தடுப்புகள் வெப்பக் கதிர்வீச்சைப் பெருமளவில் குறைக்கின்றன.

(4) வினையூக்கம். சிறிய துகள் அளவு, அதிக குறிப்பிட்ட மேற்பரப்பு பகுதி மற்றும் குறைந்த அடர்த்தி கொண்ட ஏர்ஜெல் ஆகியவை வழக்கமான வினையூக்கிகளை விட ஏர்ஜெல் வினையூக்கிகளின் செயல்பாடு மற்றும் தேர்ந்தெடுப்பை மிக அதிகமாக ஆக்குகின்றன, மேலும் செயலில் உள்ள கூறுகளை கேரியரில் மிகவும் சீராக சிதறடிக்க முடியும், மேலும் இது சிறந்த வெப்ப நிலைத்தன்மையையும் கொண்டுள்ளது, இது பக்க எதிர்வினைகளின் நிகழ்வை திறம்பட குறைக்கும்.

(5) ஒலி காப்பு. ஏரோஜெல்களின் குறைந்த ஒலி வேக பண்புகள் அவற்றை ஒலி தாமதம் அல்லது அதிக வெப்பநிலை ஒலி காப்புக்கு ஒரு சிறந்த பொருளாக ஆக்குகின்றன. ஏர்ஜெல்லின் ஒலி மின்மறுப்பின் மாறி வரம்பு பெரியது [103 ~ 107kg/(㎡-s)], இது மீயொலி கண்டுபிடிப்பாளர்களுக்கு மிகவும் சிறந்த ஒலி எதிர்ப்பு இணைப்புப் பொருளாகும். மீயொலி ஜெனரேட்டர்கள் மற்றும் கண்டுபிடிப்பாளர்களுக்குப் பயன்படுத்தப்படும் பைசோ எலக்ட்ரிக் மட்பாண்டங்களின் ஒலி எதிர்ப்பு 1.5×107kg/(㎡-s), அதே நேரத்தில் காற்றின் ஒலி எதிர்ப்பு 400kg/(㎡-s) மட்டுமே. பைசோ எலக்ட்ரிக் மட்பாண்டங்களுக்கும் காற்றுக்கும் இடையிலான ஒலி எதிர்ப்பு இணைப்புப் பொருளாக 1/4 அலைநீளம் மற்றும் சுமார் 0.3g/cm³ அடர்த்தி கொண்ட சிலிக்கான் ஏர்ஜெல்லைப் பயன்படுத்துவது ஒலி தீவிரத்தை 30dB அதிகரிக்கலாம், ஒலி அலைகளின் பரிமாற்ற செயல்திறனை மேம்படுத்தலாம் மற்றும் சாதன பயன்பாடுகளில் சமிக்ஞை-இரைச்சல் விகிதத்தைக் குறைக்கலாம்.

(6) வடிகட்டுதல் செயல்திறன். நானோ கட்டமைக்கப்பட்ட ஏரோஜெல்களை ஒரு புதிய வகை மிகவும் திறமையான வாயு வடிகட்டுதல் பொருளாகவும் பயன்படுத்தலாம். அதன் விதிவிலக்காக பெரிய குறிப்பிட்ட மேற்பரப்புப் பகுதி காரணமாக, ஏரோஜெல்களை விஞ்ஞானிகள் "சூப்பர் ஸ்பாஞ்ச்கள்" என்று குறிப்பிடுகின்றனர், மேலும் அவை தண்ணீரில் உள்ள மாசுபடுத்திகளை உறிஞ்சுவதற்கும், நீரிலிருந்து ஈயம் மற்றும் பாதரசத்தை உறிஞ்சுவதற்கும் ஏற்றவை, இதனால் சுற்றுச்சூழல் பேரழிவுகளைச் சமாளிப்பதற்கான சிறந்த பொருளாக அமைகிறது.

(7) ஒளியியல் பண்புகள். தூய SiO₂ ஏர்ஜெல் வெளிப்படையானது மற்றும் நிறமற்றது, மேலும் அதன் ஒளிவிலகல் குறியீடு (1.006~1.06) காற்றின் ஒளிவிலகல் குறியீட்டிற்கு மிக அருகில் உள்ளது, அதாவது SiO₂ ஏர்ஜெல் கிட்டத்தட்ட ஒளிச்சேர்க்கை இழப்பைக் கொண்டிருக்கவில்லை மற்றும் சூரிய ஒளியை திறம்பட கடத்த முடியும். எனவே, காப்பு மற்றும் சத்தம் குறைப்பு கண்ணாடி தயாரிக்க இதைப் பயன்படுத்தலாம்.

மேலும் தகவல்களுக்கு அல்லது தொழில்நுட்பத் தரவுத் தாள் மற்றும் பொருள் பாதுகாப்புத் தரவுத் தாளுக்கு, எங்களை மின்னஞ்சல் வழியாகத் தொடர்பு கொள்ளவும்: [email protected] , அல்லது +86-28-8411-1861 என்ற எண்ணில் குரல் மூலம் அழைக்கவும்.

சில படங்கள் மற்றும் உரைகள் இணையத்திலிருந்து மீண்டும் உருவாக்கப்படுகின்றன, மேலும் பதிப்புரிமை அசல் ஆசிரியருக்கே சொந்தமானது. ஏதேனும் மீறல் இருந்தால், நீக்க எங்களைத் தொடர்பு கொள்ளவும்.