Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Определение ИЮПАК
Аэрогель : гель, содержащий микропористое твердое вещество, в котором дисперсная фаза представляет собой газ. [1] [2]

Примечание 1: микропористый диоксид кремния, микропористое стекло и цеолиты являются распространенными примерами аэрогелей.

Примечание 2: Исправлено из ссылки, [3], где определение является повторением неправильного определения геля, за которым следует неявная ссылка на пористость структуры.

Блок аэрогеля в руке

Аэрогель - это синтетический пористый сверхлегкий материал, полученный из геля , в котором жидкий компонент геля заменен газом без значительного разрушения структуры геля. [4] В результате получается твердое тело с чрезвычайно низкой плотностью [5] и чрезвычайно низкой теплопроводностью . Прозвища включают в себя замороженный дым , [6] твердый дым , твердый воздух , твердое облако , синий дым из-за его полупрозрачности и света. разлетается по материалу. На ощупь аэрогели на основе диоксида кремния напоминают хрупкий пенополистирол, в то время как некоторые аэрогели на основе полимеров кажутся жесткими пенами. Аэрогели можно изготавливать из множества химических соединений. [7]

Аэрогель был впервые создан Сэмюэлем Стивенсом Кистлером в 1931 году в результате пари [8] с Чарльзом Лернедом по поводу того, кто сможет заменить жидкость в «желе» газом, не вызывая усадки. [9] [10]

Аэрогели производятся путем извлечения жидкого компонента геля путем сверхкритической сушки или сублимационной сушки . Это позволяет жидкости медленно высыхать, не вызывая коллапса твердой матрицы в геле из-за капиллярного действия , как при обычном испарении . Первые аэрогели были получены из силикагелей . В более поздних работах Кистлера были задействованы аэрогели на основе оксида алюминия , оксида хрома и диоксида олова . Углеродные аэрогели были впервые разработаны в конце 1980-х годов. [11]

Свойства [ править ]

Цветок находится на куске аэрогеля, который подвешен над пламенем горелки Бунзена . Аэрогель обладает прекрасными изоляционными свойствами, а цветок защищен от пламени.

Несмотря на название, аэрогели - это твердые, жесткие и сухие материалы, не похожие на гель по своим физическим свойствам: название происходит от того, что они сделаны из гелей. Мягкое нажатие на аэрогель обычно не оставляет даже незначительных следов; более сильное нажатие оставит постоянную депрессию. Чрезвычайно сильное нажатие вызовет катастрофическое разрушение разреженной структуры, в результате чего она расколется, как стекло (свойство, известное как хрупкость ), хотя более современные варианты этого не страдают. Несмотря на то, что он склонен к растрескиванию, он очень прочен конструктивно. Его впечатляющие несущие способности обусловлены дендритной микроструктурой, в которой сферические частицы среднего размера 2–5 нм сливаются в кластеры. Эти кластеры образуют трехмерную высоко пористую структуру почти фрактальных цепей, с порами чуть менее 100 нм. Средний размер и плотность пор можно контролировать в процессе производства.

Аэрогель - это материал, на 99,8% состоящий из воздуха. Аэрогели имеют пористую твердую сеть, которая содержит воздушные карманы, причем воздушные карманы занимают большую часть пространства внутри материала. [12] Нехватка твердого материала позволяет аэрогелю быть практически невесомым.

Аэрогели являются хорошими теплоизоляторами, потому что они практически сводят на нет два из трех методов теплопередачи - теплопроводность (они в основном состоят из изолирующего газа) и конвекцию (микроструктура предотвращает чистое движение газа). Они являются хорошими проводящими изоляторами, потому что почти полностью состоят из газов, которые очень плохо проводят тепло. (Аэрогель из диоксида кремния - особенно хороший изолятор, потому что диоксид кремния также плохо проводит тепло; с другой стороны, металлический или углеродный аэрогель будет менее эффективным.) Они являются хорошими ингибиторами конвекции , потому что воздух не может циркулировать через решетку. Аэрогели плохо излучают изоляторы, потому что инфракрасное излучение (которое передает тепло) проходит через них.

Благодаря своей гигроскопичности аэрогель кажется сухим и действует как сильный осушитель . Люди, работающие с аэрогелем в течение длительного времени, должны носить перчатки, чтобы предотвратить появление на коже сухих ломких пятен.

Небольшой цвет у него есть происходит из - за релеевское рассеяние на более короткие длины волн в видимом свете с помощью нано-размера дендритной структуры. Это заставляет его казаться дымчато-синим на темном фоне и желтоватым на ярком фоне.

Аэрогели сами по себе гидрофильны , и если они впитывают влагу, они обычно претерпевают структурные изменения, такие как сжатие, и портятся, но разложение можно предотвратить, сделав их гидрофобными с помощью химической обработки. Аэрогели с гидрофобным внутренним слоем менее подвержены разрушению, чем аэрогели только с внешним гидрофобным слоем, даже если трещина проникает через поверхность.

Эффект Кнудсена [ править ]

Аэрогели могут иметь теплопроводность меньше, чем у газа, который они содержат. Это вызвано эффектом Кнудсена , уменьшением теплопроводности в газах, когда размер полости, окружающей газ, становится сравнимым с длиной свободного пробега . Фактически полость ограничивает движение частиц газа, уменьшая теплопроводность в дополнение к устранению конвекции. Например, теплопроводность воздуха составляет около 25 мВт / м · К в STP и в большом контейнере, но снижается до примерно 5 мВт / м · К в порах диаметром 30 нанометров. [13]

Структура [ править ]

Структура аэрогеля является результатом золь-гель- полимеризации , когда мономеры (простые молекулы) реагируют с другими мономерами с образованием золя или вещества, состоящего из связанных, сшитых макромолекул с отложениями жидкого раствора между ними. Когда материал сильно нагревается, жидкость испаряется, и остается связанная сшитая структура макромолекул. Результатом полимеризации и критического нагрева является создание материала с пористой прочной структурой, который классифицируется как аэрогель. [14]Вариации синтеза могут изменить площадь поверхности и размер пор аэрогеля. Чем меньше размер пор, тем более подвержен разрушению аэрогель. [15]

Гидроизоляция [ править ]

Аэрогель содержит частицы диаметром 2–5 нм. После процесса создания аэрогеля он будет содержать большое количество гидроксильных групп на поверхности. Гидроксильные группы могут вызвать сильную реакцию, когда аэрогель помещен в воду, вызывая его катастрофическое растворение в воде. Один из способов сделать гидрофильный аэрогель водонепроницаемым - пропитать аэрогель некоторым химическим основанием, которое заменит поверхностные гидроксильные группы (–OH) на неполярные группы (–O R ). Этот процесс наиболее эффективен, когда R является алифатической группой. . [16]

Пористость аэрогеля [ править ]

Существует несколько способов определения пористости аэрогеля: три основных метода - это адсорбция газа , порометрия ртути и метод рассеяния. При адсорбции газа азот при температуре кипения адсорбируется в образце аэрогеля. Адсорбируемый газ зависит от размера пор в образце и от парциального давления газа по отношению к его давлению насыщения . Объем адсорбированного газа измеряется с помощью формулы Брунауэра, Эммита и Теллера ( БЭТ ), которая дает удельную поверхность образца. При высоком парциальном давлении при адсорбции / десорбции уравнение Кельвина дает распределение пор по размеру образца. В порозиметрии ртути ртутьнагнетается в пористую систему аэрогеля для определения размера пор, но этот метод очень неэффективен, поскольку прочный каркас аэрогеля разрушится от высокой сжимающей силы. Метод рассеяния включает зависящее от угла отклонение излучения внутри образца аэрогеля. Образец может быть твердыми частицами или порами. Излучение проникает в материал и определяет фрактальную геометрию сети пор аэрогеля. Лучшими длинами волн излучения являются рентгеновские лучи и нейтроны. Аэрогель также представляет собой открытую пористую сеть: разница между открытой пористой сеткой и закрытой пористой сеткой заключается в том, что в открытой сети газы могут входить и выходить из вещества без каких-либо ограничений, в то время как закрытая пористая сеть улавливает газы внутри материала, заставляя чтобы они оставались в порах. [17] Высокая пористость и площадь поверхности кремнеземных аэрогелей позволяют использовать их в различных областях фильтрации окружающей среды.

Материалы [ править ]

Кирпич массой 2,5 кг опирается на кусок аэрогеля массой 2 г.

Кремнеземный аэрогель [ править ]

Аэрогель кремнезема является наиболее распространенным типом аэрогеля, наиболее изученным и используемым. Он основан на диоксиде кремния и может быть получен из силикагеля или модифицированным способом Штобера . Кремнезем нанопена низкой плотности весит 1000 г / м 3 , [18] , которая является откачивают версию записи-аэрогель 1900 г / м 3 . [19] Плотность воздуха составляет 1200 г / м 3 (при 20 ° C и 1 атм). [20] По состоянию на 2013 , aerographene имел более низкую плотность при 160 г / м 3 , или 13% плотность воздуха при комнатной температуре. [21]

Кремнезем затвердевает в трехмерные, переплетенные кластеры, которые составляют всего 3% от объема. Следовательно, проводимость через твердое тело очень низкая. Остальные 97% объема состоит из воздуха в чрезвычайно маленьких нанопорах. Воздуху мало места для движения, что препятствует как конвекции, так и газовой проводимости. [22]

Аэрогель кремнезема также имеет высокое оптическое пропускание ~ 99% и низкий показатель преломления ~ 1,05. [23]

Этот аэрогель обладает замечательными теплоизоляционными свойствами, имея чрезвычайно низкую теплопроводность : от 0,03  Вт / (м · К ) [24] при атмосферном давлении до 0,004 Вт / (м · К) [18] в умеренном вакууме, что соответствует Значения R от 14 до 105 (стандартная система США) или от 3,0 до 22,2 (метрическая система) для толщины 3,5 дюйма (89 мм). Для сравнения, стандартная изоляция стен составляет 13 (стандарт США) или 2,7 (метрическая система) для той же толщины. Его температура плавления составляет 1473 К (1200 ° C; 2192 ° F).

До 2011 года кремнеземный аэрогель занимал 15 записей в Книге рекордов Гиннеса по свойствам материалов, включая лучший изолятор и твердое тело с самой низкой плотностью, хотя в 2012 году он был вытеснен из последнего титула еще более легкими материалами - аэрографитом [25], а затем аэрографеном в 2013 году. [26] [27]

Углерод [ править ]

Углеродные аэрогели состоят из частиц размером в нанометровом диапазоне, ковалентно связанных друг с другом. Они обладают очень высокой пористостью (более 50%, с диаметром пор менее 100 нм) и площадью поверхности от 400 до 1000 м 2 / г. Они часто изготовлены в виде композитной бумаги: нетканая бумага , изготовленная из углеродных волокон , пропитывают резорцин - формальдегид аэрогель, и пиролиз . В зависимости от плотности углеродные аэрогели могут быть электропроводными, что делает бумагу из композитного аэрогеля полезной для электродов в конденсаторах.или деионизационные электроды. Из-за чрезвычайно большой площади поверхности углеродные аэрогели используются для создания суперконденсаторов со значениями в диапазоне до тысяч фарад при плотности емкости 104 Ф / г и 77 Ф / см 3 . Углеродные аэрогели также являются чрезвычайно «черными» в инфракрасном спектре, отражая только 0,3% излучения в диапазоне от 250 нм до 14,3 мкм, что делает их эффективными для коллекторов солнечной энергии .

Термин «аэрогель» для описания воздушных масс углеродных нанотрубок, полученных с помощью определенных методов химического осаждения из паровой фазы , неверен. Из таких материалов можно скручивать волокна с прочностью, превышающей кевлар , и уникальными электрическими свойствами. Однако эти материалы не являются аэрогелями, поскольку они не имеют монолитной внутренней структуры и регулярной пористой структуры, характерной для аэрогелей.

Оксид металла [ править ]

Аэрогели оксидов металлов используются в качестве катализаторов в различных химических реакциях / превращениях или в качестве прекурсоров для других материалов.

Аэрогели на основе оксида алюминия известны как аэрогели оксида алюминия. Эти аэрогели используются в качестве катализаторов, особенно когда они «легированы» металлом, отличным от алюминия. Аэрогель никель – оксид алюминия - наиболее распространенная комбинация. НАСА также рассматривает аэрогели из оксида алюминия для улавливания сверхскоростных частиц; состав, допированный гадолинием и тербием, может флуоресцировать в месте удара частицы, причем количество флуоресценции зависит от энергии удара.

Одно из наиболее заметных различий между аэрогелями на основе диоксида кремния и аэрогелем из оксидов металлов заключается в том, что аэрогели из оксидов металлов часто имеют различную окраску.

АэрогельЦвет
Диоксид кремния , оксид алюминия , диоксид титана , диоксид цирконияПрозрачный с рэлеевским рассеянием, синий или белый
Оксид железаРжавчина красная или желтая, непрозрачная
ХромияТемно-зеленый или темно-синий, непрозрачный
ВанадияОливково-зеленый, непрозрачный
Оксид неодимаФиолетовый, прозрачный
СамарияЖелтый, прозрачный
Holmia , erbiaРозовый, прозрачный

[28]

Другое [ править ]

Органические полимеры можно использовать для создания аэрогелей. SEAgel изготовлен из агара . Пленка AeroZero изготовлена ​​из полиимида . Целлюлозу из растений можно использовать для создания гибкого аэрогеля. [29]

GraPhage13 - первый аэрогель на основе графена, собранный с использованием оксида графена и бактериофага M13 . [30]

Халькогель - это аэрогель, состоящий из халькогенов (столбец элементов в периодической таблице, начинающийся с кислорода), таких как сера, селен и другие элементы. [31] При его создании использовались менее дорогие, чем платина, металлы.

Аэрогели из квантовых точек селенида кадмия в пористой трехмерной сетке были разработаны для использования в полупроводниковой промышленности. [32]

Характеристики аэрогеля могут быть улучшены для конкретного применения путем добавления легирующих добавок , усиливающих структур и гибридизирующих соединений. Aspen Aerogels производит такие продукты, как Spaceloft [33], которые представляют собой композит из аэрогеля с каким-то волокнистым ватином. [34]

Приложения [ править ]

Stardust пылесборник с аэрогеля блоков. (НАСА)

Аэрогели используются для самых разных целей:

  • В 2004 году было продано изоляционных материалов из аэрогеля на сумму около 25 миллионов долларов США, а к 2013 году эта сумма выросла примерно до 500 миллионов долларов США. Это представляет собой наиболее существенное экономическое воздействие этих материалов на сегодня. Потенциал замены обычной изоляции аэрогелевыми решениями в строительстве, а также в промышленной изоляции весьма значителен. [35]
  • В гранулированной форме , чтобы добавить изоляцию для окон в крыше . В проекте Solar Decathlon House в 2007 году Технологическим институтом Джорджии в качестве изолятора полупрозрачной крыши использовался аэрогель. [36]
  • Химический адсорбер для очистки разливов. [37]
  • Катализатор или носитель катализатора.
  • Аэрогели кремнезема могут быть использованы в устройствах формирования изображений, оптике и световодах. [38]
  • Фильтрующий материал из-за его большой площади поверхности и пористости, предназначенный для удаления тяжелых металлов.
  • Загустители в некоторых красках и косметических средствах .
  • В качестве компонентов в поглотителях энергии.
  • Лазерные мишени для Национального центра зажигания США .
  • Материал, используемый в согласователях импеданса для преобразователей, динамиков и дальномеров. [39]
  • Коммерческое производство аэрогелевых «одеял» началось примерно в 2000 году, они сочетали в себе кремнеземный аэрогель и волокнистую арматуру, которая превращала хрупкий аэрогель в прочный и гибкий материал. Механические и термические свойства продукта могут варьироваться в зависимости от выбора армирующих волокон, матрицы аэрогеля и добавок, улучшающих непрозрачность, включенных в композит.
  • НАСА использовало аэрогель для улавливания частиц космической пыли на борту космического корабля Stardust . Частицы испаряются при столкновении с твердыми частицами и проходят через газы, но могут задерживаться в аэрогелях. НАСА также использовало аэрогель для теплоизоляции марсохода . [40] [41]
  • ВМС США оценивают аэрогеля как пассивная нательное белье тепловой защиты для дайверов. [42]
  • В физике элементарных частиц в качестве излучателей в детекторах эффекта Черенкова , таких как система ACC детектора Belle, используемая в эксперименте Belle в KEKB . Пригодность аэрогелей определяется их низким показателем преломления , заполняющим зазор между газами и жидкостями, а также их прозрачностью и твердым состоянием, что делает их более простыми в использовании, чем криогенные жидкости или сжатые газы. Их малая масса также выгодна для космических полетов.
  • Резорцин - формальдегидные аэрогели (полимеры, химически подобные фенолформальдегидным смолам ) используются в качестве прекурсоров для производства углеродных аэрогелей или когда требуется органический изолятор с большой поверхностью. Они представляют собой материал высокой плотности с площадью поверхности около 600 м 2 / г.
  • Металл-аэрогеля нанокомпозитов , полученных путем пропитывания гидрогеля с ионами раствора , содержащего одного переходного металла и облучения результат с гамма - лучами , выпадает в осадок наночастиц металла. Такие композиты могут использоваться в качестве катализаторов , сенсоров, электромагнитной защиты и при утилизации отходов. Перспективное использование катализаторов на основе платины на угле - в топливных элементах .
  • В качестве системы доставки лекарств благодаря своей биосовместимости . Благодаря большой площади поверхности и пористой структуре лекарства могут адсорбироваться из сверхкритического CO.
    2    . Скорость высвобождения лекарств можно регулировать, варьируя свойства аэрогеля. [43]
  • Углеродные аэрогели используются при создании небольших электрохимических двухслойных суперконденсаторов . Из-за большой площади поверхности аэрогеля эти конденсаторы могут быть от 1/2000 до 1/5000 размера электролитических конденсаторов аналогичного номинала. [44] Суперконденсаторы с аэрогелем могут иметь очень низкий импеданс по сравнению с обычными суперконденсаторами и могут поглощать или производить очень высокие пиковые токи. В настоящее время такие конденсаторы чувствительным к полярности и должны быть соединены последовательно для достижения рабочего напряжения больше , чем примерно 2,75  V .
  • Dunlop Sport использует аэрогель в некоторых своих ракетках для тенниса, сквоша и бадминтона.
  • При очистке воды халькогели показали себя многообещающими в поглощении из воды загрязнителей тяжелых металлов, ртути, свинца и кадмия. [45]
  • Аэрогель может внести беспорядок в сверхтекучий гелий-3 . [46]
  • В противообледенительной защите самолетов в новом предложении используется аэрогель из углеродных нанотрубок . Тонкая нить накатывается на намотчике, образуя пленку толщиной 10 микрон. Материал, необходимый для покрытия крыльев гигантского реактивного самолета, весит 80 граммов (2,8 унции). Нагреватели аэрогеля можно было оставить постоянно включенными на малой мощности, чтобы предотвратить образование льда. [47]
  • Теплоизоляция трансмиссионного тоннеля Chevrolet Corvette (C7) . [48]
  • CamelBak использует аэрогель в качестве утеплителя в термо-спортивной бутылке. [49]
  • 45 North использует аэрогель в качестве изоляции ладоней в своих велосипедных перчатках Sturmfist 5. [50]

Производство [ править ]

Питер Ций с образцом аэрогеля в Лаборатории реактивного движения , Калифорнийский технологический институт .

Аэрогели кремнезема обычно синтезируют с помощью золь-гель процесса. Первым шагом является создание коллоидной суспензии твердых частиц, известной как «золь». Прекурсоры представляют собой жидкий спирт, такой как этанол, который смешан с алкоксидом кремния , таким как тетраметоксисилан (TMOS), тетраэтоксисилан (TEOS) и полиэтоксидисилоксан (PEDS) (в более ранних работах использовались силикаты натрия). [51] Раствор диоксида кремния смешивают с катализатором и дают возможность загустевать во время реакции гидролиза, в результате которой образуются частицы диоксида кремния. [52] Оксидная суспензия начинает подвергаться реакциям конденсации.которые приводят к созданию мостиков из оксидов металлов (либо M – O – M, «оксо» мостики , либо M – OH – M, « ол » мостиков), связывающих диспергированные коллоидные частицы. [53] Эти реакции обычно имеют умеренно низкие скорости реакции, и в результате для повышения скорости обработки используются либо кислотные, либо основные катализаторы . Основные катализаторы, как правило, дают более прозрачные аэрогели и сводят к минимуму усадку в процессе сушки, а также укрепляют его, чтобы предотвратить схлопывание пор во время сушки. [52]

Наконец, во время процесса сушки аэрогеля жидкость, окружающая кремнеземную сетку, осторожно удаляется и заменяется воздухом, при этом аэрогель остается нетронутым. Гели, в которых жидкость испаряется с естественной скоростью, известны как ксерогели . По мере испарения жидкости сил, вызванных поверхностным натяжением границ раздела жидкость-твердое тело , достаточно для разрушения хрупкой гелевой сетки. В результате ксерогели не могут достичь высокой пористости, а вместо этого имеют пик с более низкой пористостью и демонстрируют большую усадку после высыхания. [54] Чтобы избежать разрушения волокон во время медленного испарения растворителя и снизить поверхностное натяжение на границах раздела жидкость-твердое тело, аэрогели могут быть сформированы путем лиофилизации.(сублимационной сушки). В зависимости от концентрации волокон и температуры замораживания материала будут затронуты такие свойства, как пористость конечного аэрогеля. [55]

В 1931 году для разработки первых аэрогелей Кистлер использовал процесс, известный как сверхкритическая сушка, который позволяет избежать прямого фазового перехода. Увеличивая температуру и давление, он переводил жидкость в сверхкритическое жидкое состояние, когда, понижая давление, он мог мгновенно газифицировать и удалить жидкость внутри аэрогеля, избегая повреждения хрупкой трехмерной сети. Хотя это можно сделать с этанолом , высокие температуры и давления приводят к опасным условиям обработки. Более безопасный метод с более низкими температурами и давлением включает замену растворителя. Обычно это делается путем замены исходной водной поровой жидкости на жидкость, смешивающуюся с CO 2, такую ​​как этанол или ацетон., затем на жидкий диоксид углерода и затем доведение диоксида углерода до его критической точки . Вариант этого процесса включает прямую инъекцию сверхкритического диоксида углерода в сосуд высокого давления, содержащий аэрогель. В конечном результате любого процесса происходит обмен исходной жидкости из геля на диоксид углерода, не позволяя структуре геля разрушаться или терять объем. [52]

Резорцин - формальдегидный аэрогель (RF-аэрогель) производится аналогично производству кремнеземного аэрогеля. Углеродный аэрогель затем может быть изготовлен из этого резорцин-формальдегидного аэрогеля путем пиролиза в атмосфере инертного газа , оставляя углеродную матрицу . Он коммерчески доступен в виде твердых форм, порошков или композитной бумаги. Добавки оказались успешными в улучшении определенных свойств аэрогеля для использования в определенных областях применения. Композиты с аэрогелем были изготовлены с использованием множества непрерывных и прерывистых арматурных материалов . Высокое соотношение сторон волокон, таких как стекловолокно. были использованы для усиления композитов с аэрогелем со значительно улучшенными механическими свойствами.

Безопасность [ править ]

Аэрогели на основе диоксида кремния не являются канцерогенными или токсичными. Однако они являются механическим раздражителем для глаз, кожи, дыхательных путей и пищеварительной системы. Они также могут вызывать сухость кожи, глаз и слизистых оболочек. Поэтому рекомендуется надевать защитное снаряжение, включая средства защиты органов дыхания, перчатки и очки, при работе с чистыми аэрогелями или их обработке, особенно когда может возникнуть пыль или мелкие осколки. [56]

См. Также [ править ]

  • Углеродная нано-пена
  • Наногель
  • ФОГБАНК

Ссылки [ править ]

  1. ^ Р. Джонс; Я. Каховец; Р. Степто; ES Wilks; М. Гесс; Т. Китайма; В. В. Метаномски (2008). ИЮПАК. Сборник терминологии и номенклатуры полимеров, Рекомендации ИЮПАК 2008 г. («Фиолетовая книга») (PDF) . RSC Publishing, Кембридж, Великобритания.
  2. ^ Сломковский, Станислав; Alemán, José V .; Гилберт, Роберт Дж .; Гесс, Майкл; Хори, Казуюки; Джонс, Ричард Дж .; Кубиса, Пшемыслав; Мейзель, Ингрид; Морманн, Вернер; Пенчек, Станислав; Степто, Роберт FT (2011). «Терминология полимеров и процессов полимеризации в дисперсных системах (Рекомендации IUPAC 2011)» (PDF) . Чистая и прикладная химия . 83 (12): 2229–2259. DOI : 10.1351 / PAC-REC-10-06-03 . S2CID 96812603 .  
  3. ↑ AD McNaught; А. Уилкинсон. (1997). ИЮПАК. Сборник химической терминологии, 2-е изд. («Золотая книга») (исправленная версия XML, под ред.). Оксфорд: Научные публикации Блэквелла. DOI : 10.1351 / goldbook . ISBN 978-0-9678550-9-7.
  4. ^ Определения терминов, относящихся к структуре и переработке золей, гелей, сеток и неорганических-органических гибридных материалов (Рекомендации IUPAC 2007) . Чистая и прикладная химия . 79 . 2007. С. 1801–1829. DOI : 10.1351 / goldbook.A00173 . ISBN 978-0-9678550-9-7. Архивировано 30 ноября 2012 года.
  5. ^ «Рекорды Гиннеса называют самым легким твердым веществом аэрогеля JPL в мире» . НАСА . Лаборатория реактивного движения. 7 мая 2002. Архивировано 25 мая 2009 года . Проверено 25 мая 2009 года .
  6. ↑ Taher, Abul (19 августа 2007 г.). «Ученые приветствуют« замороженный дым »как материал, который изменит мир» . Новостная статья . Лондон: Times Online. Архивировано 12 сентября 2007 года . Проверено 22 августа 2007 года .
  7. ^ Aegerter, Массачусетс; Leventis, N .; Кобель, ММ (2011). Справочник по аэрогелю . Издательство Springer. ISBN 978-1-4419-7477-8.
  8. ^ Баррон, Рэндалл Ф .; Неллис, Грегори Ф. (2016). Криогенная теплопередача (2-е изд.). CRC Press . п. 41. ISBN 9781482227451. Архивировано 22 ноября 2017 года.
  9. ^ Kistler, С. С. (1931). «Когерентные расширенные аэрогели и желе». Природа . 127 (3211): 741. Bibcode : 1931Natur.127..741K . DOI : 10.1038 / 127741a0 . S2CID 4077344 . 
  10. ^ Kistler, С. С. (1932). «Когерентные расширенные аэрогели». Журнал физической химии . 36 (1): 52–64. DOI : 10.1021 / j150331a003 .
  11. ^ Pekala, RW (1989). «Органические аэрогели поликонденсации резорцина с формальдегидом». Журнал материаловедения . 24 (9): 3221–3227. Bibcode : 1989JMatS..24.3221P . DOI : 10.1007 / BF01139044 . ISSN 0022-2461 . S2CID 91183262 .  
  12. ^ «Что такое аэрогель? Теория, свойства и применение» . azom.com. 12 декабря 2013. Архивировано 9 декабря 2014 года . Проверено 5 декабря 2014 .
  13. ↑ Berge, Axel and Johansson, Pär (2012) Обзор литературы по высокоэффективной теплоизоляции, заархивированный 21 ноября 2014 г. на Wayback Machine . Департамент гражданской и экологической инженерии, Технологический университет Чалмерса, Швеция
  14. ^ Аэрогель Структура архивации 25 декабря 2014 в Wayback Machine . Str.llnl.gov. Проверено 31 июля, 2016.
  15. ^ "Кремнеземный аэрогель" . Aerogel.org . Архивировано 4 апреля 2016 года.
  16. ^ Поверхностная химия Silica АЭРОГЕЛЕЙ архивации 1 декабря 2014 года в Wayback Machine . Energy.lbl.gov. Проверено 31 июля, 2016.
  17. ^ Пористая структура Silica АЭРОГЕЛЕЙ архивации 1 декабря 2014 года в Wayback Machine . Energy.lbl.gov. Проверено 31 июля, 2016.
  18. ^ a b Условия использования аэрогелей . LLNL.gov
  19. ^ "Аэрогель лаборатории устанавливает мировой рекорд" . Обзор науки и технологий LLNL. Октябрь 2003 г. Архивировано 9 октября 2006 г.
  20. ↑ Грум, Д. Е. Сокращение из атомно-ядерных свойств. Архивировано 27 февраля 2008 г. в Wayback Machine . Группа данных по частицам: 2007.
  21. ^ "Сверхлегкий аэрогель, произведенный в лаборатории Чжэцзянского университета. Пресс-релизы - Чжэцзянский университет" . Zju.edu.cn. 19 марта 2013. Архивировано из оригинала 23 мая 2013 года . Проверено 12 июня 2013 года .
  22. ^ «Об Аэрогеле» . ASPEN AEROGELS, INC. Архивировано 26 мая 2014 года . Проверено 12 марта 2014 .
  23. ^ Gurav, Jyoti L .; Юнг, Ин-Кеун; Пак, Хён-Хо; Канг, Юл Сон; Надарги, Дигамбар Ю. (11 августа 2010 г.). «Кремнеземный аэрогель: синтез и применение» . Журнал наноматериалов . 2010 : 1–11. DOI : 10.1155 / 2010/409310 . ISSN 1687-4110 . 
  24. ^ "Теплопроводность" в Lide, DR, ed. (2005). CRC Справочник по химии и физике (86-е изд.). Бока-Ратон (Флорида): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.Раздел 12, с. 227
  25. ↑ Мекленбург, Матиас (июль 2012 г.). «Аэрографит: сверхлегкий, гибкий материал наностенки, углеродные микропробирки с выдающимися механическими характеристиками». Современные материалы . 24 (26): 3486–90. DOI : 10.1002 / adma.201200491 . PMID 22688858 . 
  26. ^ Whitwam, Райан (26 марта 2013). Графеновый аэрогель - самый легкий материал в мире. Архивировано 27 марта 2013 года на Wayback Machine . gizmag.com
  27. ↑ Quick, Даррен (24 марта 2013 г.). Графеновый аэрогель занимает корону из самого легкого материала в мире. Архивировано 25 марта 2013 года в Wayback Machine . gizmag.com
  28. ^ "Металлооксидные аэрогели" . Aerogel.org. Архивировано 12 августа 2013 года . Проверено 12 июня 2013 года .
  29. ↑ Кобаяши, Юрий; Сайто, Цугуюки; Исогай, Акира (2014). «Аэрогели с трехмерными упорядоченными скелетами нановолокон из производных жидко-кристаллической наноцеллюлозы в качестве жестких и прозрачных изоляторов». Angewandte Chemie International Edition . 53 (39): 10394–7. DOI : 10.1002 / anie.201405123 . PMID 24985785 . Краткое резюме - Королевское химическое общество (11 июля 2014 г.). 
  30. ^ Пассаретти, П. и др. (2019). «Многофункциональные пористые трехмерные микронанокомпозиты на основе оксида графена и бактериофага». Наномасштаб 11 (28): 13318-13329. https://doi.org/10.1039/C9NR03670A
  31. ^ Biello, David Heavy Metal Filter Сделано в основном из воздуха. Архивировано 26 февраля 2015 года в Wayback Machine Scientific American , 26 июля 2007 года. Проверено 5 августа 2007 года.
  32. ^ Yu, H; Bellair, R; Каннан, РМ; Брок, SL (2008). «Инженерная прочность, пористость и интенсивность излучения наноструктурированных сетей CdSe путем изменения формы строительных блоков». Журнал Американского химического общества . 130 (15): 5054–5055. DOI : 10.1021 / ja801212e . PMID 18335987 . 
  33. ^ "Spaceloft 6250" (PDF) . Аспен Аэрогель. Архивировано из оригинального (PDF) 27 апреля 2014 года . Проверено 25 апреля 2014 года .
  34. ^ "Сильные и гибкие аэрогели" . Aerogel.org . Архивировано 11 октября 2014 года . Проверено 17 июля 2014 года .
  35. ^ Кебель, Матиас; Ригаччи, Арно; Ахард, Патрик (2012). «Теплоизоляция на основе аэрогеля: обзор» (PDF) . Журнал золь-гель науки и технологий . 63 (3): 315–339. DOI : 10.1007 / s10971-012-2792-9 . S2CID 136894143 .  
  36. ^ Solar Decathon 2007 . GATech.edu
  37. Перейти ↑ Spoon, Marianne English (25 февраля 2014 г.). « „ Технология аэрогель зеленее“имеет потенциал для нефти и химической очистки» . Университет Висконсина Мэдисон Ньюс . Архивировано 28 апреля 2015 года . Проверено 29 апреля 2015 года .
  38. ^ Гурав, Джиоти; Юнг, Ин-Гын (30 июня 2010 г.). «Кремнеземный аэрогель: синтез и применение» . Журнал наноматериалов . 2010 : 1–11. DOI : 10.1155 / 2010/409310 .
  39. ^ Hrubesh, Lawrence W. (1 апреля 1998). «Аэрогелевые аппликации» . Журнал некристаллических твердых тел . 225 (1): 335–342. Bibcode : 1998JNCS..225..335H . DOI : 10.1016 / S0022-3093 (98) 00135-5 .
  40. ↑ Предотвращение выхода тепла через изоляцию под названием «аэрогель». Архивировано 13 октября 2007 г. в Wayback Machine , НАСА, CPL.
  41. ↑ Практика использования космических материалов на Земле. Архивировано 30 сентября 2007 г. в Wayback Machine , Aerospace Corporation.
  42. ^ Nuckols, ML; Chao JC; Свергош MJ (2005). «Оценка пилотом прототипа композитной одежды для дайвинга в холодной воде с использованием жидкостей и суперизолирующих аэрогелевых материалов» . Технический отчет экспериментального водолазного подразделения ВМС США . НЭДУ-05-02. Архивировано из оригинального 20 -го августа 2008 года . Проверено 21 апреля 2008 года .
  43. ^ Смирнова И .; Suttiruengwong S .; Арльт В. (2004). «Технико-экономическое обоснование гидрофильных и гидрофобных аэрогелей диоксида кремния в качестве систем доставки лекарств». Журнал некристаллических твердых тел . 350 : 54–60. Bibcode : 2004JNCS..350 ... 54S . DOI : 10.1016 / j.jnoncrysol.2004.06.031 .
  44. ^ Juzkow, Марк (1 февраля 2002). «Конденсаторы Airgel поддерживают приложения для работы в импульсном режиме, при удержании напряжения и в основном источнике питания» . Силовая электроника . Архивировано 15 мая 2007 года.
  45. ^ Кармайкл, Мэри. Первый приз за «Странность»: причудливое вещество, такое как «замороженный дым», может очищать реки, запускать мобильные телефоны и приводить в движение космические корабли. Архивировано 17 августа 2007 года в Wayback Machine Newsweek International, 13 августа 2007 года. Проверено 5 августа 2007 года.
  46. ^ Гальперин, В.П. и Саулс, Дж. А. Гелий-три в аэрогеле . Arxiv.org (26 августа 2004 г.). Проверено 7 ноября 2011 г.
  47. ^ "Противообледенительные самолеты: Закопченное небо" . Экономист. 26 июля 2013 года. Архивировано 30 декабря 2013 года . Проверено 11 декабря 2013 года .
  48. ^ Катакис, Маноли. (11 июля 2013 г.) Аэрогель НАСА присутствует в Corvette Stingray 2014 г. Заархивировано 22 февраля 2014 г. на Wayback Machine . Полномочия GM. Проверено 31 июля 2016.
  49. ^ Camelbak Подиум Ice Изолированная Бутылка - Обзор архивации 3 октября 2014 в Wayback Machine . Pinkbike. Проверено 31 июля, 2016.
  50. ^ Беспрецедентная холодной погоды производительность архивации 10 января 2016 в Wayback Machine . 45NRTH. Проверено 31 июля, 2016.
  51. ^ Дорче, Сулеймани; Аббаси, М. (2008). «Кремнеземный аэрогель; синтез, свойства и характеристика». Журнал технологий обработки материалов . 199 (1–3): 10–26. DOI : 10.1016 / j.jmatprotec.2007.10.060 .
  52. ^ a b c «Изготовление кремнеземных аэрогелей» . Национальная лаборатория Лоуренса Беркли. Архивировано из оригинального 14 мая 2009 года . Проверено 28 мая 2009 года .
  53. ^ Пьер, AC; Пайонк, GM (2002). «Химия аэрогелей и их применение». Химические обзоры . 102 (11): 4243–4265. DOI : 10.1021 / cr0101306 . PMID 12428989 . 
  54. ^ Фрике, Йохен; Эммерлинг, Андреас (1992). «Аэрогели». Журнал Американского керамического общества . 75 (8): 2027–2036. DOI : 10.1111 / j.1151-2916.1992.tb04461.x .
  55. ^ Чжан, Сюэся; Ю, Ян; Цзян, Цзехуэй; Ван, Ханкунь (1 декабря 2015 г.). «Влияние скорости замораживания и концентрации гидрогеля на микроструктуру и характеристики сжатия целлюлозного аэрогеля на основе бамбука». Журнал древесных наук . 61 (6): 595–601. DOI : 10.1007 / s10086-015-1514-7 . ISSN 1611-4663 . S2CID 18169604 .  
  56. ^ Cryogel® 5201, 10201 Паспорт безопасности архивации 23 декабря 2010 в Wayback Machine . Аспен Аэрогель. 13 ноября 2007 г.
дальнейшее чтение
  • Миссия НАСА по возвращению кометы "Звездная пыль" на AIRGEL.
  • Н. Хусинг; У. Шуберт (1998). «Аэрогели - воздушные материалы: химия, структура и свойства». Angewandte Chemie International Edition . 37 (1/2): 22–45. DOI : 10.1002 / (SICI) 1521-3773 (19980202) 37: 1/2 <22 :: AID-ANIE22> 3.0.CO; 2-I .
  • Pierre AC; Пайонк GM (2002). «Химия аэрогелей и их применения». Химические обзоры . 102 (11): 4243–4266. DOI : 10.1021 / cr0101306 . PMID  12428989 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Аэрогель с открытым исходным кодом
  • НАСА фото аэрогеля
  • Статья LBL, посвященная разработке аэрогелей