لقد تجاوزت Aerogels ، مع خصائصها غير العادية مثل الكثافة المنخفضة ، والمسامية العالية ، والعزل الحراري الممتاز ، حدود فضول المختبر للعثور على تطبيقات متنوعة عبر صناعات متعددة .
محتوى
1. التطبيقات في العزل الحراري
2. التطبيقات البيئية
3. الطاقة ذات الصلة
4. التطبيقات الطبية الحيوية
1. التطبيقات في العزل الحراري
1.1 البناء والبناء
في صناعة البناء ، تعتبر العزل الحراري أمرًا بالغ الأهمية لكفاءة الطاقة . aerogels ، وخاصة الهباء الجوي السيليكا ، قد ظهرت كأنها لعبة - changer . مواد عزل تقليدية مثل الألياف الزجاجية ، يمكن أن تحقق قيودًا من حيث السمك {{.}.
على سبيل المثال ، في تجديد المباني التاريخية ، حيث من المهم الحفاظ على الهيكل والمظهر الأصليين ، يمكن تطبيق عزل Airgel دون إضافة الجزء الأكبر المفرط . دراسة حالة لمبنى التراث في المناخ البارد أظهرت أيضًا أن استخدام Airgel - INFOSENT ALLELS قلل من 40 ٪ مقارنةً بالمسار السابق {{}} بصمة الكربون المرتبطة بالتدفئة .
تتطلب صناعة الفضاء الطيران مواد خفيفة الوزن وعازلها للغاية . تناسب الفاتورة بشكل مثالي . في المركبة الفضائية ، حيث يتم الحفاظ على درجة حرارة داخلية مستقرة في الظروف المتطرفة - الجانبية - يتم استخدامها للوقاية من الإفراط في الإثنية المتطرفة - التعرض للشمس .
على سبيل المثال ، في إطلاق قمر صناعي حديثًا ، تم استخدام بطانيات Airgel لعزل قسم الحمولة النافعة . بقيت درجة الحرارة الداخلية للأقمار الصناعية ضمن نطاق ضيق ، مما يضمن أن العمل المناسب للمعدات الحساسة . قد ساهمت في انخفاض الكثافة الهوائية أيضًا في تخفيض الوزن الكلي للأقراء القزحية ، والتي في انخفاض تكاليف التشغيل.
2. التطبيقات البيئية
2.1 تنقية المياه
تتمتع Aerogels بمساحة سطح عالية وهيكل مسامي ، مما يجعلها مملوكة ممتازة لتنقية الماء . يمكنها إزالة الملوثات بشكل فعال مثل المعادن الثقيلة ، والملوثات العضوية ، وحتى البلاستيك الدقيق من الماء .
في دراسة حالة عن نهر ملوث في منطقة صناعية ، تم إنشاء محطة معالجة المياه الطيار على نطاق واسع باستخدام Aerogels الكربون . تمكنت Aerogels من امتصاص ما يصل إلى 95 ٪ من المعادن الثقيلة الموجودة في مياه النهر التي تتمثل في تقليدية من المياه التي تتولى المياه التقليدية التي يتم تنظيفها بالمياه التقليدية ، حيث يتم تحديد ماء تقليدي للمياه ، بشكل خاص في المجالات ، فعالة .
2.2 ترشيح الهواء
في المناطق الحضرية ذات المستويات العالية من تلوث الهواء ، يمكن استخدام Aerogels لترشيح الهواء . بنية مسامية يمكن أن تصف المادة الجسيمية الدقيقة (PM) ، والمركبات العضوية المتطايرة (VOCs) ، وعلى سبيل المثال ، في مدينة حضرية مزدحمة ، تم تعديل نظام تنقية الهواء في مبنى تجاري مع مرشحات السيليكا القائمة على الجوية . أظهر النظام انخفاضًا كبيرًا في مستويات PM2 . 5 و PM10 ، بالإضافة إلى انخفاض في التركيز على ذلك. جودة الهواء لركاب المباني ولكنها أظهرت أيضًا إمكانات Aerogels لتطبيقات تنقية الهواء في الهواء الطلق ، كما هو الحال في المناطق الضبابية.
3. التطبيقات ذات الصلة
يتم استكشاف Aerogels لاستخدامها في تقنية البطارية لتحسين الأداء . في البطاريات الليثيوم - أيون ، على سبيل المثال ، يمكن استخدام الهباء الجوي الكربوني كمواد قطب كهربائي . توفر مساحة سطحها العالية المزيد من المواقع للتفاعلات الكهروكيميائية ، والتي يمكن أن تزيد من قدرة البطارية وسرعة الشحن .
أظهرت دراسة حالة في مختبر الأبحاث أن البطارية الليثيوم - أيون مع قطب كهربائي كربون أكثر بنسبة 20 ٪ مقارنةً بالبطارية التقليدية بنفس الحجم . بالإضافة إلى ذلك ، تم تخفيض وقت الشحن بنسبة 30 ٪ . وهذا يشير إلى أن الهوائيات يمكن أن تلعب دورًا مهمًا في تطور لاعبات توليد الكهرباء و {{
3.2 تخزين الطاقة الحرارية
يمكن أيضًا استخدام Aerogels في أنظمة تخزين الطاقة الحرارية . المرحلة - غالبًا ما تستخدم مواد التغيير (PCMS) لتخزين الطاقة الحرارية ، ولكن يمكن تعزيز أدائها WHEN جنبا إلى جنب مع Aerogels . يمكن للهيكل المسامي من الهووجيل أن يلف PCMs ، مما يحسن الموصلية الحرارية واستقرارها .
في تطبيق الطاقة الشمسية ، تم اختبار نظام تخزين الطاقة الحراري الذي يستخدم مركبًا من السيليكا Airgel - PCM . ، كان النظام قادرًا على تخزين الطاقة الحرارية وإطلاقها بشكل أكثر كفاءة ، مما يتيح استخدامًا أفضل للطاقة الشمسية ، مما يجعلهم أكثر دقة في فترات من أشعة الشمس المنخفضة. استخدم .
4. التطبيقات الطبية الحيوية
4.1 توصيل المخدرات
بنية Aerogels المسامية والتوافق الحيوي تجعلها مرشحة واعدة لأنظمة توصيل الأدوية . يمكن تحميل المسام بالعقاقير ، ويمكن التحكم في معدل الإفراج عن طريق تعديل خصائص Airgel {. على سبيل المثال ، في دراسة على علاج السرطان ، وهو عبارة عن بوليمر - تم تحميله مع Airgel {4} حرر الدواء على مدار الأيام ، وزيادة فعالية الدواء وتقليل الآثار الجانبية مقارنة بالحقن الوريدي التقليدي .
في هندسة الأنسجة ، يمكن استخدام Aerogels كسقالات لنمو الخلايا . يسمح هيكلها المسامي بتسلل الخلايا ونقل المغذيات . دراسة حالة تنطوي على نمو الأنسجة العظمية ، تتمثل في ذلك}} تطوير ترقيع العظام الاصطناعية التي تكون أكثر فاعلية وتوافق حيويا من الخيارات الحالية .
في الختام ، لدى Aerogels مجموعة واسعة من التطبيقات عبر الصناعات المختلفة . من تحسين كفاءة استخدام الطاقة في المباني والمركبة الفضائية لتنقية المياه والهواء ، ومن تعزيز أداء البطاري أحضر . مع استمرار البحث ، فمن المحتمل أن يتم اكتشاف تطبيقات أكثر ابتكارًا من Aerogels ، مما يزيد من تأثيرها على الحقول المختلفة .