stringtranslate.com

Аэрогель

Блок кремнеземного аэрогеля в руке.

Аэрогели — это класс синтетических пористых сверхлегких материалов, полученных из геля , в которых жидкий компонент геля заменен газом без значительного разрушения структуры геля. [1] В результате получается твердое тело с чрезвычайно низкой плотностью [2] и чрезвычайно низкой теплопроводностью . Аэрогели могут быть изготовлены из различных химических соединений. [3] Аэрогели кремнезема на ощупь напоминают хрупкий пенополистирол , тогда как некоторые аэрогели на основе полимеров напоминают твердые пенопласты.

Первый задокументированный пример аэрогеля был создан Сэмюэлем Стивенсом Кистлером в 1931 году [4] в результате пари [5] с Чарльзом Лирндом о том, кто сможет заменить жидкость в «желе» газом, не вызывая усадки. [6] [7]

https://doi.org/10.1351/goldbook.A00173.

Аэрогели производятся путем экстракции жидкого компонента геля путем сверхкритической сушки или сублимационной сушки . Это позволяет жидкости медленно высыхать, не вызывая разрушения твердой матрицы в геле под действием капилляров , как это происходит при обычном испарении . Первые аэрогели были изготовлены из силикагелей . Более поздние работы Кистлера включали аэрогели на основе оксида алюминия , хрома и диоксида олова . Углеродные аэрогели были впервые разработаны в конце 1980-х годов. [8]

Характеристики

Цветок опирается на кусок кремнеземного аэрогеля, подвешенный над пламенем бунзоновской горелки . Аэрогели обладают прекрасными изоляционными свойствами, и цветок защищен от жара пламени.

Несмотря на название, аэрогели представляют собой твердые, жесткие и сухие материалы, по своим физическим свойствам не напоминающие гель: название происходит от того, что они изготовлены из гелей. Мягкое нажатие на аэрогель обычно не оставляет даже незначительного следа; более сильное нажатие оставит постоянную депрессию. Чрезвычайно сильное нажатие приведет к катастрофическому разрушению редкой структуры, в результате чего она разобьется, как стекло (свойство, известное как рыхлость ), хотя более современные варианты этим не страдают. Несмотря на то, что он склонен к разрушению, он очень прочный конструктивно. Его впечатляющая несущая способность обусловлена ​​дендритной микроструктурой, в которой сферические частицы среднего размера 2–5  нм слиты в кластеры. Эти кластеры образуют трехмерную высокопористую структуру из почти фрактальных цепочек с размером пор чуть менее 100 нм. Средний размер и плотность пор можно контролировать в процессе производства.

Материал аэрогеля может содержать от 50% до 99,98% воздуха по объему, но на практике большинство аэрогелей имеют пористость где-то между 90 и 99,8%. [9] Аэрогели имеют пористую твердую сеть, содержащую воздушные карманы, причем воздушные карманы занимают большую часть пространства внутри материала. [10]

Аэрогели являются хорошими теплоизоляторами , поскольку они практически сводят на нет два из трех способов теплопередачи – проводимость (они в основном состоят из изолирующего газа) и конвекцию (микроструктура предотвращает чистое движение газа). Они являются хорошими проводящими изоляторами, поскольку почти полностью состоят из газов, которые являются очень плохими проводниками тепла. (Аэрогель кремнезема является особенно хорошим изолятором, поскольку кремнезем также является плохим проводником тепла; с другой стороны, металлический или углеродный аэрогель будет менее эффективным.) Они являются хорошими ингибиторами конвекции , поскольку воздух не может циркулировать через решетку. Аэрогели являются плохими изоляторами излучения , поскольку через них проходит инфракрасное излучение (которое передает тепло).

Из-за своей гигроскопичности аэрогель кажется сухим и действует как сильный осушитель . Людям, работающим с аэрогелем в течение длительного времени, следует надевать перчатки, чтобы предотвратить появление сухих ломких пятен на коже.

Небольшой цвет, который он имеет, обусловлен рэлеевским рассеянием более коротких волн видимого света наноразмерной дендритной структурой. Из-за этого он кажется дымчато-голубым на темном фоне и желтоватым на ярком.

Аэрогели сами по себе гидрофильны , и если они поглощают влагу, они обычно претерпевают структурные изменения, такие как сжатие, и разрушаются, но деградацию можно предотвратить, сделав их гидрофобными с помощью химической обработки. Аэрогели с гидрофобной внутренней частью менее подвержены деградации, чем аэрогели только с внешним гидрофобным слоем, особенно если трещина проникает в поверхность.

Эффект Кнудсена

Аэрогели могут иметь теплопроводность меньшую, чем теплопроводность содержащегося в них газа. [11] [12] Это вызвано эффектом Кнудсена , уменьшением теплопроводности в газах, когда размер полости, окружающей газ, становится сравнимым со средней длиной свободного пробега . По сути, полость ограничивает движение частиц газа, уменьшая теплопроводность и устраняя конвекцию. Например, теплопроводность воздуха составляет около 25 мВт·м -1 ·К -1 при СТП и в большом контейнере, но снижается примерно до 5 мВт·м -1 ·К -1 в поре диаметром 30 нанометров. [13]

Состав

Структура аэрогеля возникает в результате 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 среди них. Когда материал критически нагревается, жидкость испаряется , а связанный, сшитый каркас макромолекулы остается. В результате полимеризации и критического нагрева создается материал, имеющий пористую прочную структуру, отнесенный к аэрогелю. [14] Изменения в синтезе могут изменить площадь поверхности и размер пор аэрогеля. Чем меньше размер пор, тем более склонен аэрогель к разрушению. [15]

Гидроизоляция

Аэрогель содержит частицы диаметром 2–5 нм. После процесса создания аэрогеля он будет содержать на поверхности большое количество гидроксильных групп . Гидроксильные группы могут вызвать сильную реакцию при помещении аэрогеля в воду, вызывая его катастрофическое растворение в воде. Один из способов сделать гидрофильный аэрогель водонепроницаемым — пропитать его некоторой химической основой, которая заменит поверхностные гидроксильные группы (–OH) неполярными группами (–OR ) . Этот процесс наиболее эффективен, когда R представляет собой алифатическую группу . . [16]

Пористость аэрогеля

Существует несколько способов определения пористости аэрогеля: три основных метода — адсорбция газа , ртутная порометрия и метод рассеяния. При адсорбции газа азот при температуре кипения адсорбируется образцом аэрогеля. Адсорбируемый газ зависит от размера пор внутри образца и от парциального давления газа относительно его давления насыщения . Объем адсорбированного газа измеряется с использованием формулы Брунауэра, Эммита и Теллера ( БЭТ ), которая дает удельную площадь поверхности образца. При высоком парциальном давлении при адсорбции/десорбции уравнение Кельвина дает распределение пор образца по размерам. При ртутной порометрии ртуть вводится в пористую систему аэрогеля для определения размера пор, но этот метод крайне неэффективен, поскольку твердый каркас аэрогеля разрушается под действием высокой сжимающей силы. Метод рассеяния предполагает угловое отклонение излучения внутри образца аэрогеля. Образец может представлять собой твердые частицы или поры. 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 сетью и закрытой пористой сетью 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 удерживает газы внутри материала, заставляя его им оставаться в порах. [17] Высокая пористость и площадь поверхности кремнеземных аэрогелей позволяют использовать их в различных приложениях для фильтрации окружающей среды.

Материалы

Кирпич массой 2,5 кг поддерживается куском аэрогеля массой 2 г.

Кремнеземный аэрогель

Аэрогели кремнезема являются наиболее распространенным типом аэрогелей и основным типом, который используется или изучается. [18] [19] Он основан на диоксиде кремния и может быть получен из силикагеля или модифицированным процессом Стобера . Прозвища включают замороженный дым , [20] твердый дым , твердый воздух , сплошное облако и синий дым из-за его полупрозрачной природы и того, как свет рассеивается в материале. Самая низкая плотность кремнеземной нанопены весит 1000 г/м 3 , [21] и представляет собой вакуумированную версию рекордного аэрогеля плотностью 1900 г/м 3 . [22] Плотность воздуха 1200 г/м 3 (при 20 °С и 1 атм). [23]

Кремнезем затвердевает в трехмерные переплетенные кластеры, составляющие всего 3% объема. Поэтому проводимость через твердое тело очень низкая. Остальные 97% объема состоят из воздуха в чрезвычайно мелких нанопорах. Воздуху мало места для движения, что препятствует как конвекции, так и проводимости газовой фазы. [24]

Аэрогель кремнезема также имеет высокое оптическое пропускание ~ 99% и низкий показатель преломления ~ 1,05. [25] Он очень устойчив к входному лучу высокой мощности в режиме непрерывной волны и не проявляет никаких явлений кипения или плавления. [26] Это свойство позволяет изучать нелинейные волны высокой интенсивности при наличии беспорядка в режимах, обычно недоступных для жидких материалов, что делает его перспективным материалом для нелинейной оптики.

Этот аэрогель обладает замечательными теплоизоляционными свойствами, обладая чрезвычайно низкой теплопроводностью : от 0,03  Вт ·м -1 · К -1 [27] при атмосферном давлении до 0,004 Вт·м -1 ·К -1 [21] в умеренном вакууме. , что соответствует значениям R от 14 до 105 (обычные для США) или от 3,0 до 22,2 (метрические) для толщины 3,5 дюйма (89 мм). Для сравнения, типичная изоляция стен составляет 13 (по стандарту США) или 2,7 (метрическая система) для той же толщины. Его температура плавления составляет 1473 К (1200 ° C; 2192 ° F). Стоит также отметить, что в литературе сообщалось о еще более низких значениях проводимости экспериментально изготовленных монолитных образцов, достигающих 0,009 Вт·м -1 ·К -1 при 1 атм. [28]

До 2011 года кремнеземный аэрогель удерживал 15 записей в Книге рекордов Гиннеса по свойствам материала, включая лучший изолятор и твердое вещество с наименьшей плотностью, хотя из последнего титула он был вытеснен еще более легким материалом аэрографитом в 2012 году [29] , а затем аэрографеном в 2013 году. [30] [31]

Углерод

Углеродные аэрогели состоят из частиц размером в нанометровом диапазоне, ковалентно связанных друг с другом. Они имеют очень высокую пористость (более 50%, диаметр пор менее 100 нм) и площадь поверхности от 400 до 1000 м 2 /г. Их часто изготавливают в виде композитной бумаги: нетканой бумаги из углеродных волокон , пропитанной резорцино - формальдегидным аэрогелем и пиролизованной . В зависимости от плотности углеродные аэрогели могут быть электропроводящими, что делает бумагу из композитного аэрогеля полезной для изготовления электродов в конденсаторах или деионизационных электродов. Из-за чрезвычайно большой площади поверхности углеродные аэрогели используются для создания суперконденсаторов со значениями до тысяч фарад , исходя из плотности емкости 104 Ф/г и 77 Ф/см 3 . Углеродные аэрогели также чрезвычайно «черны» в инфракрасном спектре, отражая лишь 0,3% излучения в диапазоне от 250 нм до 14,3 мкм, что делает их эффективными для коллекторов солнечной энергии .

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

Оксид металла

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

Аэрогели, изготовленные из оксида алюминия , известны как аэрогели оксида алюминия. Эти аэрогели используются в качестве катализаторов, особенно когда они «допированы» металлом, отличным от алюминия. Никель -глиноземный аэрогель является наиболее распространенной комбинацией. НАСА также рассматривает аэрогели оксида алюминия для улавливания сверхскоростных частиц; состав, допированный гадолинием и тербием , может флуоресцировать в месте удара частицы, причем количество флуоресценции зависит от энергии удара.

Одним из наиболее заметных различий между аэрогелями кремнезема и аэрогелями оксидов металлов является то, что аэрогели оксидов металлов часто имеют различную окраску. [32]

Другой

Органические полимеры можно использовать для создания аэрогелей. SEAgel изготовлен из агара . Пленка AeroZero изготовлена ​​из полиимида . Растительная целлюлоза может быть использована для создания гибкого аэрогеля. [33]

GraPhage13 — первый аэрогель на основе графена, собранный с использованием оксида графена и бактериофага M13 . [34]

Халькогель — это аэрогель, состоящий из халькогенов (столбец элементов таблицы Менделеева, начинающийся с кислорода), таких как сера, селен и другие элементы. [35] При его создании использовались металлы, менее дорогие, чем платина.

Аэрогели, изготовленные из квантовых точек селенида кадмия в пористой трехмерной сети, были разработаны для использования в полупроводниковой промышленности. [36]

Характеристики аэрогеля могут быть улучшены для конкретного применения за счет добавления легирующих добавок , армирующих структур и гибридизующих соединений. Например, Spaceloft — это композит аэрогеля с каким-то волокнистым ватином. [37]

Приложения

Аэрогели используются для различных целей:

Производство

Питер Цоу с образцом аэрогеля в Лаборатории реактивного движения Калифорнийского технологического института .

Аэрогели кремнезема обычно синтезируют с использованием золь-гель-процесса. Первым шагом является создание коллоидной суспензии твердых частиц, известной как «золь». Прекурсорами являются жидкий спирт, такой как этанол, который смешивается с алкоксидом кремния , таким как тетраметоксисилан (TMOS), тетраэтоксисилан (TEOS) и полиэтоксидисилоксан (PEDS) (в более ранних работах использовались силикаты натрия). [79] Раствор диоксида кремния смешивают с катализатором и позволяют ему образовывать гель во время реакции гидролиза , в результате которой образуются частицы диоксида кремния. [80] Оксидная суспензия начинает подвергаться реакциям конденсации , в результате которых образуются металлооксидные мостики (либо М – О – М, «оксо» мостики , либо М – ОН – М, « ол » мостики), связывающие дисперсные коллоидные частицы. . [81] Эти реакции обычно имеют умеренно низкую скорость реакции, и в результате для повышения скорости обработки используются либо кислотные, либо основные катализаторы . Основные катализаторы имеют тенденцию производить более прозрачные аэрогели и минимизировать усадку в процессе сушки, а также укреплять их, предотвращая схлопывание пор во время сушки. [80]

Наконец, в процессе сушки аэрогеля жидкость, окружающая сетку кремнезема, осторожно удаляется и заменяется воздухом, сохраняя при этом аэрогель неповрежденным. Гели, в которых жидкость испаряется с естественной скоростью, известны как ксерогели . Когда жидкость испаряется, сил, вызванных поверхностным натяжением границ раздела жидкость-твердое тело , достаточно, чтобы разрушить хрупкую сеть геля. В результате ксерогели не могут достичь высокой пористости и вместо этого достигают пика при более низкой пористости и демонстрируют большую усадку после высыхания. [82] Чтобы избежать разрушения волокон во время медленного испарения растворителя и снизить поверхностное натяжение на границе раздела жидкость-твердое тело, аэрогели можно формировать путем лиофилизации (сушки вымораживанием). В зависимости от концентрации волокон и температуры замораживания материала будут зависеть такие свойства, как пористость конечного аэрогеля. [83]

В 1931 году для разработки первых аэрогелей Кистлер использовал процесс, известный как сверхкритическая сушка , который позволяет избежать прямого фазового перехода. [18] Повышая температуру и давление, он перевел жидкость в сверхкритическое жидкостное состояние, где, снизив давление, он мог мгновенно газифицировать и удалить жидкость внутри аэрогеля, избегая повреждения тонкой трехмерной сети. Хотя это можно сделать с помощью этанола , высокие температуры и давления приводят к опасным условиям обработки. Более безопасный метод с более низкой температурой и давлением предполагает 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 уровня выше критической точки . [84] Вариант этого процесса включает прямую инжекцию сверхкритического диоксида углерода в сосуд высокого давления, содержащий аэрогель. В результате любого процесса исходная жидкость геля заменяется диоксидом углерода, не позволяя структуре геля разрушаться или терять объем. [80]

Резорцино - формальдегидный аэрогель (РФ-аэрогель) изготавливается аналогично производству кремнеземного аэрогеля. Затем из этого резорцин-формальдегидного аэрогеля путем пиролиза в атмосфере инертного газа можно получить углеродный аэрогель , оставив углеродную матрицу . [85] Полученный углеродный аэрогель можно использовать для производства твердых форм, порошков или композитной бумаги. [86] Добавки успешно улучшают определенные свойства аэрогеля для использования в конкретных целях. Аэрогелевые композиты изготавливаются с использованием различных непрерывных и прерывистых армирующих материалов . Волокна с высоким соотношением сторон, такие как стекловолокно, использовались для армирования аэрогелевых композитов со значительно улучшенными механическими свойствами.

Безопасность

Аэрогели на основе кремнезема не известны как канцерогенные или токсичные. Однако они являются механическим раздражителем глаз, кожи, дыхательных путей и пищеварительной системы. Они также могут вызывать сухость кожи, глаз и слизистых оболочек. [87] Поэтому рекомендуется надевать защитное снаряжение, включая средства защиты органов дыхания, перчатки и очки, при каждом обращении или обработке чистых аэрогелей, особенно когда может возникнуть пыль или мелкие фрагменты. [88]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Определения терминов, касающихся структуры и обработки золей, гелей, сетей и неорганических-органических гибридных материалов (Рекомендации ИЮПАК, 2007 г.). Том. 79. Чистая и прикладная химия . 2007. стр. 1801–1829. дои : 10.1351/goldbook.A00173. ISBN 978-0-9678550-9-7. Архивировано из оригинала 30 ноября 2012 года.
  2. ^ «Книга рекордов Гиннесса назвала аэрогель Лаборатории реактивного движения самым легким твердым телом в мире» . НАСА . Лаборатория реактивного движения. 7 мая 2002 года. Архивировано из оригинала 25 мая 2009 года . Проверено 25 мая 2009 г.
  3. ^ Эгертер, Массачусетс; Левентис, Н.; Кебель, ММ (2011). Справочник по аэрогелям . Издательство Спрингер. ISBN 978-1-4419-7477-8.
  4. ↑ Аб Пайонк, генеральный директор (16 мая 1991 г.). «Аэрогелевые катализаторы». Прикладной катализ . 72 (2): 217–266. дои : 10.1016/0166-9834(91)85054-Y. ISSN  0166-9834.
  5. ^ Бэррон, Рэндалл Ф.; Неллис, Грегори Ф. (2016). Криогенный теплообмен (2-е изд.). ЦРК Пресс . п. 41. ИСБН 9781482227451. Архивировано из оригинала 22 ноября 2017 года.
  6. ^ Кистлер, СС (1931). «Связные расширенные аэрогели и желе». Природа . 127 (3211): 741. Бибкод : 1931Natur.127..741K. дои : 10.1038/127741a0 . S2CID  4077344.
  7. ^ Кистлер, СС (1932). «Когерентные расширенные аэрогели». Журнал физической химии . 36 (1): 52–64. дои : 10.1021/j150331a003.
  8. ^ Пекала, RW (1989). «Органические аэрогели поликонденсации резорцина с формальдегидом». Журнал материаловедения . 24 (9): 3221–3227. Бибкод : 1989JMatS..24.3221P. дои : 10.1007/BF01139044. ISSN  0022-2461. S2CID  91183262.
  9. ^ «Что такое аэрогель?». Аэрогель.org . Проверено 22 января 2023 г.
  10. ^ «Что такое аэрогель? Теория, свойства и приложения». azom.com. 12 декабря 2013 года. Архивировано из оригинала 9 декабря 2014 года . Проверено 5 декабря 2014 г.
  11. ^ Чжан, Ху; Чжан, Чао; Цзи, Вэньтао; Ван, Сиань; Ли, Юэмин; Тао, Вэньцюань (30 августа 2018 г.). «Экспериментальная характеристика теплопроводности и микроструктуры композита глушитель-волокно-аэрогель». Молекулы . 23 (9): 2198. doi : 10.3390/molecules23092198 . ISSN  1420-3049. ПМК 6225116 . ПМИД  30200271. 
  12. ^ Кэпс, Р.; Фрике, Дж. (2004), Эгертер, Мишель А.; Менниг, Мартин (ред.), «Аэрогели для теплоизоляции», Sol-Gel Technologies для производителей и пользователей стекла , Бостон, Массачусетс: Springer US, стр. 349–353, номер документа : 10.1007/978-0-387-88953- 5_46, ISBN 978-0-387-88953-5, получено 29 марта 2021 г.
  13. ^ Берге, Аксель и Йоханссон, Пер (2012). Обзор литературы по высокоэффективной теплоизоляции. Архивировано 21 ноября 2014 года в Wayback Machine . Кафедра гражданской и экологической инженерии, Технологический университет Чалмерса, Швеция
  14. ^ Структура аэрогеля. Архивировано 25 декабря 2014 года в Wayback Machine . Str.llnl.gov. Проверено 31 июля 2016 г.
  15. ^ «Силикатный аэрогель». Аэрогель.org . Архивировано из оригинала 4 апреля 2016 года.
  16. ^ Химия поверхности кремнеземных аэрогелей. Архивировано 1 декабря 2014 года в Wayback Machine . Energy.lbl.gov. Проверено 31 июля 2016 г.
  17. ^ Пористая структура кремнеземных аэрогелей. Архивировано 1 декабря 2014 г. в Wayback Machine . Energy.lbl.gov. Проверено 31 июля 2016 г.
  18. ^ Аб Нгуен, Хонг К.Д.; Хоанг, Фуонг Т.; Динь, Нго Т.; Нгуен, Хонг К.Д.; Хоанг, Фуонг Т.; Динь, Нго Т. (август 2018 г.). «Синтез наночастиц модифицированного кремнеземного аэрогеля для ликвидации разливов вьетнамской сырой нефти на воде». Журнал Бразильского химического общества . 29 (8): 1714–1720. дои : 10.21577/0103-5053.20180046 . ISSN  0103-5053.
  19. ^ «Аэрогели: тоньше, легче, сильнее». НАСА . 15 апреля 2015 года . Проверено 29 марта 2021 г.
  20. ↑ Тахер, Абул (19 августа 2007 г.). «Ученые приветствуют «замороженный дым» как материал, который изменит мир». Таймс онлайн . Лондон. Архивировано из оригинала 12 сентября 2007 года . Проверено 22 августа 2007 г.
  21. ^ Условия использования аэрогелей ab. LLNL.gov
  22. ^ «Аэрогель лаборатории устанавливает мировой рекорд» . Обзор науки и технологий LLNL. Октябрь 2003 г. Архивировано из оригинала 9 октября 2006 г.
  23. ↑ Грум, Делавэр. Сокращенное из материала «Атомные ядерные свойства». Архивировано 27 февраля 2008 г. в Wayback Machine . Группа данных о частицах: 2007.
  24. ^ «Об Аэрогеле». Аспен Аэрогели . ASPEN AEROGELS, INC. Архивировано из оригинала 26 мая 2014 года . Проверено 12 марта 2014 г.
  25. ^ abcdefghi Гурав, Джиоти Л.; Юнг, Ин-Геун; Пак, Хён Хо; Канг, Ыл Сон; Надарги, Дигамбар Ю. (11 августа 2010 г.). «Силикатный аэрогель: синтез и применение». Журнал наноматериалов . 2010 : 1–11. дои : 10.1155/2010/409310 .
  26. ^ Джентилини, С.; Гаджери, Ф.; Гофраниха, Н.; Фалько, А. Ди; Конти, К. (27 января 2014 г.). «Оптические ударные волны в кремнеземном аэрогеле». Оптика Экспресс . 22 (2): 1667–1672. Бибкод : 2014OExpr..22.1667G. дои : 10.1364/OE.22.001667. hdl : 10023/4490 . ISSN  1094-4087. ПМИД  24515173.
  27. ^ «Теплопроводность» в Лиде, Д.Р., изд. (2005). Справочник CRC по химии и физике (86-е изд.). Бока-Ратон (Флорида): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.Раздел 12, с. 227
  28. ^ Коэн, Э.; Гликсман, Л. (1 августа 2015 г.). «Термические свойства формулы кремнеземного аэрогеля». Журнал теплопередачи . АСМЭ Интернешнл. 137 (8): 081601. дои : 10.1115/1.4028901. hdl : 1721.1/106629 . S2CID  55430528.
  29. ^ Мекленбург, Матиас (июль 2012 г.). «Аэрографит: сверхлегкий, гибкий наностенный материал из углеродных микротрубок с выдающимися механическими характеристиками». Передовые материалы . 24 (26): 3486–90. Бибкод : 2012AdM....24.3486M. дои : 10.1002/adma.201200491. PMID  22688858. S2CID  2787227.
  30. ↑ Уитвам, Райан (26 марта 2013 г.). Графеновый аэрогель — самый легкий материал в мире. Архивировано 27 марта 2013 года в Wayback Machine . gizmag.com
  31. ^ Квик, Даррен (24 марта 2013 г.). Графеновый аэрогель завоевал титул самого легкого материала в мире. Архивировано 25 марта 2013 года в Wayback Machine . gizmag.com
  32. ^ «Аэрогели оксидов металлов». Аэрогель.org. Архивировано из оригинала 12 августа 2013 года . Проверено 12 июня 2013 г.
  33. ^ Кобаяши, Юрий; Сайто, Цугуюки; Исогай, Акира (2014). «Аэрогели с трехмерно упорядоченными нановолоконными скелетами жидкокристаллических производных наноцеллюлозы как прочные и прозрачные изоляторы». Angewandte Chemie, международное издание . 53 (39): 10394–7. дои : 10.1002/anie.201405123. ПМИД  24985785.
    • Краткое содержание опубликовано в: Маниша Лаллоо (10 июля 2014 г.). «Растительный материал образует прочные аэрогели» . Мир химии . Королевское химическое общество.
  34. ^ Пассаретти, П. и др. (2019). «Многофункциональные пористые трехмерные микронанокомпозиты на основе оксида графена и бактериофагов». Наномасштаб 11(28): 13318-13329. https://doi.org/10.1039/C9NR03670A
  35. ^ Бьелло, Дэвид Фильтр тяжелых металлов, сделанный в основном из воздуха. Архивировано 26 февраля 2015 г. в Wayback Machine Scientific American , 26 июля 2007 г. Проверено 5 августа 2007 г.
  36. ^ Ю, Х; Беллер, Р.; Каннан, РМ; Брок, С.Л. (2008). «Инженерная прочность, пористость и интенсивность излучения наноструктурированных сетей CdSe путем изменения формы строительного блока». Журнал Американского химического общества . 130 (15): 5054–5055. дои : 10.1021/ja801212e. ПМИД  18335987.
  37. ^ «Прочные и гибкие аэрогели». Аэрогель.org . Архивировано из оригинала 11 октября 2014 года . Проверено 17 июля 2014 г.
  38. ^ abc Song, Янси; Ли, Бин; Ян, Сивэй; Дин, Гуцяо; Чжан, Чанжуй; Се, Сяомин (15 мая 2015 г.). «Сверхлегкие аэрогели нитрида бора, полученные методом химического осаждения из паровой фазы с помощью темплата». Научные отчеты . 5 (1): 10337. Бибкод : 2015NatSR...510337S. дои : 10.1038/srep10337. ISSN  2045-2322. ПМЦ 4432566 . ПМИД  25976019. 
  39. ^ Ганобьяк, Михал; Бруннер, Сэмюэл; Вернери, Яннис (2020). «Аэрогелевые материалы для исторических зданий: материалы, свойства и практические примеры». Журнал культурного наследия . 42 (март – апрель): 81–98. дои : 10.1016/j.culher.2019.09.007 . S2CID  209375441.
  40. ^ Вернери, Яннис; Мансебо, Франциско; Малфейт, Вим; О'Коннор, Майкл; Йелле, Бьорн Петтер (2021). «Экономика тепловой суперизоляции зданий». Энергетика и здания . 253 (декабрь 2021 г.): 111506. doi : 10.1016/j.enbuild.2021.111506 . HDL : 11250/2789460 . S2CID  239117650.
  41. ^ Солнечное десятилетие 2007. GATech.edu
  42. ^ Ган, Гоцян; Ли, Синьюн; Фань, Шиин; Ван, Лян; Цинь, Мэйчунь; Инь, Чжифан; Чен, Гохуа (2019). «Углеродные аэрогели для очистки окружающей среды». Европейский журнал неорганической химии . 2019 (27): 3126–3141. дои : 10.1002/ejic.201801512. ISSN  1099-0682. S2CID  191132567.
  43. ^ аб Ши, Минцзя; Тан, Кунго; Ян, Сюдун; Чжоу, Цзюньлин; Цзя, Фэй; Хан, Юйсян; Ли, Чжэньюй (2017). «Супергидрофобные кремнеземные аэрогели, армированные полиакрилонитрильными волокнами, для адсорбции нефти из воды и нефтяных смесей». РСК Прогресс . 7 (7): 4039–4045. Бибкод : 2017RSCAd...7.4039S. дои : 10.1039/C6RA26831E .
  44. ^ Лю, Сяньху; Чжан, Минтао; Хоу, Янчжэ; Пан, Ямин; Лю, Чунтай; Шен, Чанъюй (сентябрь 2022 г.). «Иерархически супергидрофобный стереокомплексный аэрогель полимолочной кислоты для дневного радиационного охлаждения». Передовые функциональные материалы . 32 (46). дои : 10.1002/adfm.202207414. S2CID  252076428 – через Wiley.
  45. ^ Ли, Тао; Сунь, Хаоян; Ян, Мэн; Чжан, Чентао; Льв, Ша; Ли, Бин; Чен, Лунхао; Солнце, Дажи (2023). «Цельнокерамические, сжимаемые и масштабируемые нановолокнистые аэрогели для субокружающего дневного радиационного охлаждения». Химико-технологический журнал . 452 : 139518. doi : 10.1016/j.cej.2022.139518. S2CID  252678873 – через Elsevier Science Direct.
  46. ^ Чхве, Джинсун; Со, Дон Джин (1 сентября 2007 г.). «Каталитическое применение аэрогелей». Обзоры катализа в Азии . 11 (3): 123–133. дои : 10.1007/s10563-007-9024-2. ISSN  1574-9266. S2CID  97092432.
  47. ^ Ложка, Марианна Инглиш (25 февраля 2014 г.). «Экологичная» технология аэрогеля имеет потенциал для очистки от нефти и химикатов». Новости Университета Висконсина в Мэдисоне . Архивировано из оригинала 28 апреля 2015 года . Проверено 29 апреля 2015 г.
  48. ^ «Взятие под контроль». Косметический бизнес . 1 апреля 2006 г. Архивировано из оригинала 6 ноября 2020 г. . Проверено 29 марта 2021 г.
  49. ^ Чен, Хао; Сюй, Юаньмин; Тонг, Ян; Ху, Цзюньхао (15 марта 2019 г.). «Исследование наножидкостной системы поглощения энергии на основе высокопористых аэрогелевых наноматериалов». Микропористые и мезопористые материалы . 277 : 217–228. doi :10.1016/j.micromeso.2018.09.032. ISSN  1387-1811. S2CID  105477931.
  50. ^ Ремингтон, Брюс А.; Пак, Хе Сук; Кейси, Дэниел Т.; Кавалло, Роберт М.; Кларк, Дэниел С.; Хантингтон, Ченнинг М.; Куранц, Кэролайн С .; Майлз, Аарон Р.; Нагель, Сабрина Р.; Раман, Кумар С.; Смалюк, Владимир А. (10 сентября 2019 г.). «Нестабильность Рэлея-Тейлора в условиях высокой плотности энергии на Национальной установке зажигания». Труды Национальной академии наук . 116 (37): 18233–18238. Бибкод : 2019PNAS..11618233R. дои : 10.1073/pnas.1717236115 . ISSN  0027-8424. ПМЦ 6744876 . ПМИД  29946021. 
  51. ^ Грубеш, Лоуренс В. (1 апреля 1998 г.). «Аппликации аэрогеля». Журнал некристаллических твердых тел . 225 (1): 335–342. Бибкод : 1998JNCS..225..335H. дои : 10.1016/S0022-3093(98)00135-5.
  52. ^ Хюсинг, Никола; Шуберт, Ульрих (1998). «Аэрогели — воздушные материалы: химия, структура и свойства». Angewandte Chemie, международное издание . 37 (1–2): 22–45. doi :10.1002/(SICI)1521-3773(19980202)37:1/2<22::AID-ANIE22>3.0.CO;2-I. ISSN  1521-3773. ПМИД  29710971.
  53. ^ Цоу, Питер (2 июня 1995 г.). «Кварцевый аэрогель улавливает космическую пыль в целости и сохранности». Журнал некристаллических твердых тел . Материалы Четвертого международного симпозиума по АЭРОГЕЛЯМ. 186 : 415–427. Бибкод : 1995JNCS..186..415T. дои : 10.1016/0022-3093(95)00065-8. ISSN  0022-3093.
  54. ^ «НАСА - Улавливание кометной пыли аэрогелем» . НАСА . Проверено 29 марта 2021 г.
  55. ^ Цоу, Питер. «Кварцевый аэрогель удерживает космическую пыль в целости и сохранности» (PDF) . НАСА . Проверено 29 марта 2021 г.
  56. ^ Предотвращение утечки тепла через изоляцию под названием «аэрогель». Архивировано 13 октября 2007 г. в Wayback Machine , NASA CPL.
  57. ↑ Практическое использование космических материалов. Архивировано 30 сентября 2007 г. в Wayback Machine , Аэрокосмическая корпорация.
  58. ^ Наколс, ML; Чао Дж.К.; Свергош М.Ю. (2005). «Пилотная оценка прототипа композитной одежды для дайвинга в холодной воде с использованием жидкостей и суперизоляционных аэрогелевых материалов». Технический отчет экспериментального водолазного подразделения ВМС США . НЕДУ-05-02. Архивировано из оригинала 20 августа 2008 года . Проверено 21 апреля 2008 г.{{cite journal}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
  59. ^ Тревино, Луис А.; Орндофф, Эвелин С.; Тан, Генри Х.; Гулд, Джордж Л.; Трифу, Роксана (15 июля 2002 г.). «Изоляция на основе аэрогеля для усовершенствованного скафандра». Серия технических документов SAE . Уоррендейл, Пенсильвания: SAE International. 1 . дои : 10.4271/2002-01-2316.
  60. ^ Ивата, С.; Адачи, И.; Хара, К.; Иидзима, Т.; Икеда, Х.; Какуно, Х.; Каваи, Х.; Кавасаки, Т.; Корпар, С.; Крижан, П.; Кумита, Т. (1 марта 2016 г.). «Характеристики идентификации частиц прототипа счетчика аэрогеля RICH для эксперимента Belle II». Успехи теоретической и экспериментальной физики . 2016 (33H01): 033H01. arXiv : 1603.02503 . дои : 10.1093/ptep/ptw005 . ISSN  2050-3911.
  61. ^ Ван, Цзеюй; Пети, Дональд; Жэнь, Шэньцян (2020). «Прозрачные теплоизоляционные кремнеземные аэрогели». Наномасштабные достижения . 2 (12): 5504–5515. Бибкод : 2020NanoA...2.5504W. дои : 10.1039/D0NA00655F . ПМЦ 9417477 . ПМИД  36133881. 
  62. ^ Мулик, Судхир; Сотириу-Левентис, Чариклия (2011), Эгертер, Мишель А.; Левентис, Николас; Кобель, Маттиас М. (ред.), «Резорцино-формальдегидные аэрогели», Справочник по аэрогелям , Достижения в области материалов и технологий, полученных из золь-геля, Нью-Йорк, Нью-Йорк: Springer, стр. 215–234, номер документа : 10.1007/978-1. -4419-7589-8_11, ISBN 978-1-4419-7589-8, получено 29 марта 2021 г.
  63. ^ Хуан, Лет; Вэй, Мин; Ци, Жуйцзюань; Донг, Чунг-Ли; Данг, Дай; Ян, Ченг-Чье; Ся, Чэньфэн; Чен, Чао; Заман, Шахид; Ли, Фу-Мин; Ты, Бо; Ся, Бао Ю. «Интегрированный платино-наноуглеродный электрокатализатор для эффективного восстановления кислорода». Нат Коммун . Природа . 13 . дои : 10.1038/s41467-022-34444-w . ПМЦ 9640595 . 
  64. ^ Смирнова И.; Суттируенгвонг С.; Арлт В. (2004). «Технико-экономическое обоснование гидрофильных и гидрофобных аэрогелей кремнезема в качестве систем доставки лекарств». Журнал некристаллических твердых тел . 350 : 54–60. Бибкод : 2004JNCS..350...54S. doi : 10.1016/j.jnoncrysol.2004.06.031.
  65. ^ Южков, Марк (1 февраля 2002 г.). «Аэрогелевые конденсаторы поддерживают работу в импульсном режиме, в режиме удержания и в режиме основного питания». Силовая электронная технология . Архивировано из оригинала 15 мая 2007 года.
  66. ^ «Dunlop расширяет линейку аэрогеля - теннисная индустрия» . Журнал теннисной индустрии . Июль 2007 года . Проверено 29 марта 2021 г.
  67. ^ Кармайкл, Мэри. Первый приз за «Странное»: странное вещество, такое как «замороженный дым», может очищать реки, запускать мобильные телефоны и питать космические корабли. Архивировано 17 августа 2007 г. в Wayback Machine Newsweek International, 13 августа 2007 г. Проверено 5 августа 2007 г.
  68. ^ Мазруи-Себдани, З.; Салимиан, С.; Ходдами, А.; Шамс-Гахфарохи, Ф. (1 августа 2019 г.). «Аэрогель на основе силиката натрия для поглощения масла из воды: влияние поверхностной энергии на разделение масла и воды». Материалы Research Express . 6 (8): 085059. Бибкод : 2019MRE.....6х5059M. дои : 10.1088/2053-1591/ab1eed. ISSN  2053-1591. S2CID  155307402.
  69. ^ Ван, Фэй; Дай, Цзяньу; Хуан, Лицянь; Си, Ян; Ю, Цзянюн; Дин, Бин (28 июля 2020 г.). «Биомиметические и сверхэластичные кремнеземные нановолокнистые аэрогели с перезаряжаемой бактерицидной функцией для противообрастающей дезинфекции воды». АСУ Нано . 14 (7): 8975–8984. doi : 10.1021/acsnano.0c03793. ISSN  1936-0851. PMID  32644778. S2CID  220474580.
  70. ↑ Патель, Прачи (21 августа 2020 г.). «Аэрогель на основе люфы эффективно фильтрует микробы из воды». Новости химии и техники . Проверено 29 марта 2021 г.
  71. ^ Гальперин, В.П. и Саулс, Дж.А. Гелий-три в аэрогеле. Arxiv.org (26 августа 2004 г.). Проверено 7 ноября 2011 г.
  72. ^ «Противообледенительные самолеты: Закопченное небо» . Экономист . 26 июля 2013 года. Архивировано из оригинала 30 декабря 2013 года . Проверено 11 декабря 2013 г.
  73. ^ Катакис, Маноли. (11 июля 2013 г.) Материал аэрогеля НАСА, присутствующий в 2014 г. Corvette Stingray. Архивировано 22 февраля 2014 г. в Wayback Machine . Управление ГМ. Проверено 31 июля 2016 г.
  74. ^ Бутылка Camelbak Podium с изоляцией со льдом - обзор. Архивировано 3 октября 2014 г. в Wayback Machine . Пинкбайк. Проверено 31 июля 2016 г.
  75. ^ Непревзойденные характеристики в холодную погоду. Архивировано 10 января 2016 года в Wayback Machine . 45НРТХ. Проверено 31 июля 2016 г.
  76. ^ "Силикатные аэрогели - обзор" . НаукаДирект . Проверено 29 марта 2021 г.
  77. ^ Мазруи-Себдани, Захра; Бегум, Хасина; Шенвальд, Стефан; Хорошенков Кирилл В.; Малфейт, Вим Дж. (15 июня 2021 г.). «Обзор материалов на основе кремнеземного аэрогеля для акустических применений». Журнал некристаллических твердых тел . 562 : 120770. Бибкод : 2021JNCS..56220770M. doi : 10.1016/j.jnoncrysol.2021.120770 . ISSN  0022-3093. S2CID  233562867.
  78. ↑ Последний, Джонатан В. (18 мая 2009 г.). «Туман войны: забываем то, что когда-то знали». Еженедельный стандарт . Том. 14, нет. 33. Архивировано из оригинала 5 декабря 2018 года.
  79. ^ Дорче, Сулеймани; Аббаси, М. (2008). «Кварцевый аэрогель; синтез, свойства и характеристика». Журнал технологии обработки материалов . 199 (1–3): 10–26. doi : 10.1016/j.jmatprotec.2007.10.060.
  80. ^ abc «Изготовление кремнеземных аэрогелей». Национальная лаборатория Лоуренса Беркли. Архивировано из оригинала 14 мая 2009 года . Проверено 28 мая 2009 г.
  81. ^ Пьер, AC; Пайонк, генеральный менеджер (2002). «Химия аэрогелей и их применение». Химические обзоры . 102 (11): 4243–4265. дои : 10.1021/cr0101306. ПМИД  12428989.
  82. ^ Фрике, Йохен; Эммерлинг, Андреас (1992). «Аэрогели». Журнал Американского керамического общества . 75 (8): 2027–2036. doi :10.1111/j.1151-2916.1992.tb04461.x.
  83. ^ Чжан, Сюэсия; Ю, Ян; Цзян, Цзэхуэй; Ван, Ханькунь (1 декабря 2015 г.). «Влияние скорости замораживания и концентрации гидрогеля на микроструктуру и характеристики сжатия целлюлозного аэрогеля на основе бамбука». Журнал науки о дереве . 61 (6): 595–601. дои : 10.1007/s10086-015-1514-7 . ISSN  1611-4663. S2CID  18169604.
  84. ^ Тевари, Парам Х.; Хант, Арлон Дж.; Лоффтус, Кевин Д. (1 июля 1985 г.). «Сверхкритическая сушка прозрачных кремнеземных аэрогелей при температуре окружающей среды». Материалы писем . 3 (9): 363–367. дои : 10.1016/0167-577X(85)90077-1. ISSN  0167-577X.
  85. ^ Ган, Ён X.; Ган, Джереми Б. (июнь 2020 г.). «Достижения в производстве композитных аэрогелей на основе углеродных нановолокон». Журнал науки о композитах . 4 (2): 73. дои : 10.3390/jcs4020073 .
  86. ^ «Углеродный аэрогель - обзор | Темы ScienceDirect» . НаукаДирект . Проверено 29 марта 2021 г.
  87. ^ Таплиял, Пракаш К.; Сингх, Кирти (27 апреля 2014 г.). «Аэрогели как перспективные теплоизоляционные материалы: обзор». Журнал материалов . 2014 : 1–10. дои : 10.1155/2014/127049 .
  88. ^ Паспорт безопасности Cryogel® 5201, 10201. Архивировано 23 декабря 2010 г. в Wayback Machine . Аспен Аэрогели. 13 ноября 2007 г.
дальнейшее чтение

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы по теме аэрогеля .