Mae Aergels yn ddeunyddiau strwythuredig yn raddol iawn, y mae gwagleoedd mewnol ohonynt wedi'u llenwi â nwy. Mae ganddynt ddwysedd isel iawn a dargludedd thermol, yn ogystal â chaledwch a thryloywder uchel ar yr un pryd, oherwydd bod yr awyrennau yn cael eu defnyddio ar gyfer inswleiddio thermol a thasgau eraill. Fodd bynnag, mae un o'r cyfnodau allweddol o gael awyrennau yn sychu'n supercritical - yn ddrud iawn, sy'n cyfyngu ar y posibilrwydd o ddefnyddio'r deunyddiau hyn.
Yn y gwaith newydd, roedd gwyddonwyr o'r PCTU a enwir ar ôl Di Mendeleev yn dangos bod optimeiddio amodau technolegol ar gyfer y sychu supercritical, mae'n bosibl heb dirywio ansawdd y deunydd i gyflymu'r broses hon yn sylweddol a lleihau cost yr asiant sychu, sydd yn gwneud synthesis Aerogels yn fwy fforddiadwy. Cyhoeddir canlyniadau'r gwaith yn y cylchgrawn sy'n sychu technoleg.
Mae gel cyffredin yn ffrâm rhwyll tri-dimensiwn gyda nifer fawr o mandyllau wedi'u llenwi â hylif. Mae aereg yn wahanol i geliau confensiynol yn y cyfnod hylif ynddynt yn cael ei amnewid yn llwyr gyda nwyol. Mae ganddynt ddwysedd bach ac ar yr un pryd caledwch uchel, tryloywder, ymwrthedd gwres, yn ogystal â dargludedd thermol isel iawn.
Felly, defnyddir Airgels ar gyfer cynhyrchu deunyddiau inswleiddio thermol, mewn gwahanol ddibenion meddygol a hyd yn oed yn y gofod - o'u trapiau ar gyfer llwch cosmig, sy'n gallu dal y gronynnau lleiaf. Ceir Airgels mewn sawl cam: yn gyntaf o'r cydrannau cemegol sylfaenol yn gwneud atebion rhagflaenwyr, yna gelwir geliau cyffredin, ac yna mae'r geliau yn cael eu sychu, tra bod y hylif, llenwi mandyllau, yn cael ei ddisodli gan nwy.
Nid yw'r sychu arferol mewn pwysedd atmosfferig a thymereddau uchel yn addas at y dibenion hyn: mae'n dinistrio strwythur y gel ffynhonnell ac o ganlyniad i'r awyren ohono i beidio â derbyn. Yn lle hynny, mae sychu supercritical yn cael ei wneud, lle mae hylifau supercritical yn cael eu defnyddio - fel y'i gelwir yn gyflwr y sylwedd ar bwysau a thymheredd uwchben y critigol pan fydd y gwahaniaeth yn diflannu rhwng y cyfnod nwy a hylif (er enghraifft, mae dŵr confensiynol yn dod yn hylif supercritical yn tymheredd a phwysau sy'n fwy na 647 K a 218 bar, yn y drefn honno).
Y sychder mwyaf cyffredin yn y cyfrwng CO2 yw'r mwyaf cyffredin (paramedrau critigol: 303.9 k, 73 bar). Yn ystod sychu o'r fath, mae'r hylif supercritical yn disodli'r toddydd yn raddol, ac yna mae'r pwysau yn cael ei ostwng yn yr adweithydd, ac mae'r hylif supercritical yn mynd i mewn i'r cyfnod nwy - felly o'r gel yn y pen y mae'r Airgel gyda system mandwll heb ei niweidio a gafwyd o'r gel.
Fodd bynnag, mae'r sychu supercritical yn ddrud iawn, sy'n cyfyngu ar y posibilrwydd o ddefnyddio awyrennau a deunyddiau yn seiliedig arnynt. Felly, mae gwyddonwyr yn chwilio am ffyrdd i wneud y gorau o'r broses hon. "Mae llawer o grwpiau gwyddonol yn ymwneud â dwysau'r broses o sychu supercritical," meddai un o awduron y gwaith, cyflogai o'r PCTU, Pavel Sipsiwn. - Rydym yn canolbwyntio yn ein gwaith ar effaith y paramedrau proses - tymheredd, y defnydd o'r asiant sychu supercritical a'i ddull bwyd anifeiliaid, i nodweddion allweddol y broses sychu - ei hyd a chyfanswm gwariant yr asiant sychu.
Astudiodd yr ymchwilwyr y broses o sychu supercritical gan ddefnyddio esiampl awyr glasurol yn seiliedig ar silica. Defnyddiwyd Isopropanol fel toddydd cychwynnol, fel desgcwr deuocsid supercritical. Cynhaliwyd yr holl arbrofion mewn cyfarpar pwysedd uchel. Roedd gwyddonwyr yn amrywio prif baramedrau'r broses, gan geisio, ar y naill law, ei gyflymu a lleihau'r defnydd o'r asiant sychu, ac ar y llaw arall, peidiwch â gwaethygu ansawdd y cynnyrch a amcangyfrifir gan gynnwys gweddilliol y toddydd y tu mewn i'r Airgel.
O ganlyniad, canfu gwyddonwyr, oherwydd newidiadau yn y paramedrau y sychu supercritical, y gellir lleihau'r defnydd o garbon deuocsid 63.4 y cant, ac mae cyfanswm yr amser proses tua 50 y cant. Yn yr achos hwn, mae ansawdd y cynnyrch a gynhyrchir yn parhau i fod bron yn ddigyfnewid ac mae'r aerogels silica sy'n deillio o arwynebedd penodol datblygedig (tua 850 m / g) a mandylledd uchel (tua 95 y cant). Felly, mae fferyllwyr Rwseg wedi dod o hyd i ffordd o wneud y gorau o'r broses o sychu supercritical, sy'n rhan sylweddol o gost cynhyrchu awyrennau.
Ffynhonnell: Gwyddoniaeth noeth