Silica Aerogel: สุดยอดวัสดุเบาไร้เทียมทานสำหรับการฉนวนและการกรองที่เหนือชั้น!

blog 2024-11-18 0Browse 0

silica aerogel เป็นหนึ่งในวัสดุที่น่าทึ่งที่สุดในโลกของนาโนเทคโนโลยี มันถูกเรียกว่า “solid smoke” หรือ “frozen smoke” เนื่องจากลักษณะโปร่งแสงและเบาหวิวราวกับควันที่แข็งตัว

SiO2

โครงสร้างพิเศษ: คล้ายเมฆที่แข็งตัว

silica aerogel ประกอบด้วยโครงสร้างนาโนพอร์ที่เชื่อมต่อกันอย่างเป็นระเบียบ แสดงถึงความโปร่งสุมและพื้นที่ผิวที่กว้างขวาง มันคล้ายกับการนำเอาควันแล้วแช่แข็งในโครงสร้างที่คงรูป

สมบัติพิเศษ: เบาและแข็งแรง

ความหนาแน่นต่ำ: silica aerogel มีความหนาแน่นประมาณ 0.1-0.05 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร ซึ่งเบากว่าอากาศ!
การนำความร้อนต่ำ: โครงสร้าง nanoporous ทำให้ silica aerogel เป็นฉนวนความร้อนที่ยอดเยี่ยม
พื้นที่ผิวสูง: พื้นที่ผิวของ silica aerogel ต่อหน่วยมวลนั้นกว้างขวางมาก

การประยุกต์ใช้: จากอวกาศถึงทุกวัน

SiO2 ได้รับการนำไปใช้ในหลากหลายอุตสาหกรรม เช่น:

ฉนวนความร้อน:

silica aerogel เป็นฉนวนที่ยอดเยี่ยมสำหรับงานอุตสาหกรรมและการก่อสร้าง เช่น อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ไมโครเวฟ และตู้แช่แข็ง

การกรองและการแยก: เนื่องจากพื้นที่ผิวสูง SiO2 จึงสามารถใช้ในการกรองโมเลกุลขนาดเล็กหรือแยกสารต่าง ๆ
อวกาศ: silica aerogel ถูกนำไปใช้ในยานอวกาศเพื่อกันความร้อนและป้องกันฝุ่น
การแพทย์: SiO2 มีศักยภาพในการใช้เป็นวัสดุสำหรับปลูกถ่ายกระดูกและยา

การผลิต: เคล็ดลับจากวิทยาศาสตร์นาโน

SiO2 ผลิตโดยใช้ gel silica ซึ่งถูกทำให้แห้งด้วยวิธี supercritical drying วิธีนี้จะหลีกเลี่ยงการยุบตัวของโครงสร้าง nanoporous

ขั้นตอน	คำอธิบาย
การเตรียม gel silica	เริ่มต้นจากสารตั้งต้น เช่น tetraethyl orthosilicate (TEOS) และทำปฏิกิริยากับน้ำและตัวเร่งปฏิกิริยา
Aging	Gel silica ถูกทิ้งไว้ให้ “แก่” เพื่อสร้างโครงสร้าง nanoporous ที่แข็งแรง
Supercritical drying	Gel silica ถูกทำให้แห้งด้วย supercritical CO2 ซึ่งจะรักษาโครงสร้าง nanoporous