Los áves son materiales estructurados altamente fasados, cuyos vacíos internos se llenan de gas. Tienen una densidad muy baja y conductividad térmica, así como una alta dureza y transparencia al mismo tiempo, debido a que los aerogeles se utilizan para el aislamiento térmico y otras tareas. Sin embargo, una de las etapas clave de la obtención de las aeróreas es un secado supercrítico, muy caro, lo que limita la posibilidad de utilizar estos materiales.
En el nuevo trabajo, los científicos de la PCTU nombrados después de DI MENDELEEV mostraron que, optimizando las condiciones tecnológicas para el secado supercrítico, es posible sin deteriorar la calidad del material para acelerar significativamente este proceso y reducir el costo del agente de secado, que Hace que la síntesis de los aerogeles sea más asequible. Los resultados del trabajo se publican en la tecnología de secado de la revista.
Un gel ordinario es un marco de malla tridimensional con una gran cantidad de poros llenos de líquido. Los alertres difieren de los geles convencionales en que la fase líquida en ellas está completamente sustituida con Gaseous. Tienen una densidad pequeña y, al mismo tiempo, alta dureza, transparencia, resistencia al calor, así como una conductividad térmica extremadamente baja.
Por lo tanto, las aeróreas se utilizan para la fabricación de materiales de aislamiento térmico, en diversos fines médicos e incluso en el espacio, de las trampas para el polvo cósmico, capaz de capturar las partículas más pequeñas. Las aeróreas se obtienen en varias etapas: primero los componentes químicos básicos hacen soluciones de precursores, luego se obtienen geles ordinarios, y luego se secan los geles, mientras que el líquido, los poros de llenado, se reemplaza con gas.
El secado habitual a la presión atmosférica y las temperaturas elevadas no son adecuadas para estos fines: destruye la estructura del gel de origen y como resultado de la aerórea que no debe recibir. En su lugar, se lleva a cabo el secado supercrítico, en el que se utilizan fluidos supercríticos, lo que se denomina estado de la sustancia a una presión y una temperatura por encima de lo crítico cuando la diferencia desaparece entre la fase de gas y líquido (por ejemplo, el agua convencional se convierte en líquido supercrítico en Una temperatura y presión superiores a 647 k y 218 bar, respectivamente).
El secado supercrítico más común en el medio CO2 es el más común (parámetros críticos: 303.9 k, 73 bares). Durante tal secado, el fluido supercrítico desplaza gradualmente el disolvente, y luego la presión se reduce en el reactor, y el fluido supercrítico entra en la fase de gas, por lo que desde el gel, por lo que está en el extremo, la aerórea con un sistema de poro no condenado es obtenido del gel.
Sin embargo, el secado supercrítico es muy caro, lo que limita la posibilidad de utilizar a las aeródicias y materiales basados en ellos. Por lo tanto, los científicos están buscando formas de optimizar este proceso. "Muchos grupos científicos se dedican a la intensificación del proceso de secado supercrítico", dice uno de los autores del trabajo, un empleado del PCTU, Pavel Gypsy. - Nos concentramos en nuestro trabajo sobre el efecto de los parámetros del proceso, la temperatura, el consumo del agente de secado supercrítico y su modo de alimentación, a las características clave del proceso de secado, su duración y el gasto total del agente de secado.
Los investigadores estudiaron el proceso de secado supercrítico utilizando el ejemplo de la aerórea clásica basada en sílice. El isopropanol se usó como un disolvente de partida, como un desecante: dióxido de carbono supercrítico. Todos los experimentos se llevaron a cabo en un aparato de alta presión. Los científicos oscilaron los principales parámetros del proceso, lo intentó, por un lado, la aceleró y reducirá el consumo del agente de secado, y en el otro, no empeorará la calidad del producto estimada por el contenido residual del solvente dentro de la aerórea.
Como resultado, los científicos encontraron que debido a los cambios en los parámetros del secado supercrítico, el consumo de dióxido de carbono puede reducirse en un 63.4 por ciento, y el tiempo total del proceso es de aproximadamente el 50 por ciento. En este caso, la calidad del producto producido permanece casi sin cambios y los aerogeles de sílice resultantes tienen un área de superficie específica desarrollada (aproximadamente 850 m / g) y una alta porosidad (aproximadamente el 95 por ciento). Por lo tanto, los químicos rusos han encontrado una manera de optimizar el proceso de secado supercrítico, que es una parte sustancial del costo de la producción de las aeróreas.
Fuente: Ciencia desnuda