એર્નિયલ્સ ખૂબ જ તબક્કાવાર માળખાગત સામગ્રી છે, જે આંતરિક અવાજો ગેસથી ભરપૂર છે. તેમની પાસે ખૂબ ઓછી ઘનતા અને થર્મલ વાહકતા છે, તેમજ તે જ સમયે ઉચ્ચ કઠોરતા અને પારદર્શિતા છે, જેના કારણે એરોગેલ્સનો ઉપયોગ થર્મલ ઇન્સ્યુલેશન અને અન્ય કાર્યો માટે થાય છે. જો કે, એરગેલ્સ મેળવવાના મુખ્ય તબક્કામાં એક સુપરક્રિટિકલ સૂકવણી છે - ખૂબ ખર્ચાળ છે, જે આ સામગ્રીનો ઉપયોગ કરવાની શક્યતાને મર્યાદિત કરે છે.
નવા કામમાં, ડી મેન્ડેલેવ પછી નામ આપવામાં આવ્યું છે તે પીસીટીયુના વૈજ્ઞાનિકોએ દર્શાવ્યું હતું કે, સુપરક્રિટિકલ સૂકવણી માટે તકનીકી પરિસ્થિતિઓને ઑપ્ટિમાઇઝ કરી રહ્યું છે, આ પ્રક્રિયાને નોંધપાત્ર રીતે ઝડપી બનાવવા અને ડ્રાયિંગ એજન્ટની કિંમત ઘટાડવા માટે સામગ્રીની ગુણવત્તાને બગડ્યા વિના શક્ય છે એરોગેલ્સનું સંશ્લેષણ વધુ સસ્તું બનાવે છે. કાર્યના પરિણામો જર્નલ ડ્રાયિંગ ટેક્નોલૉજીમાં પ્રકાશિત થાય છે.
એક સામાન્ય જેલ એ ત્રિ-પરિમાણીય મેશ ફ્રેમ છે જે મોટી સંખ્યામાં છિદ્રો પ્રવાહીથી ભરપૂર છે. એર્નિયલ્સ પરંપરાગત જેલ્સથી અલગ છે કે તેમાંના પ્રવાહી તબક્કામાં વાયુયુક્ત ગેસ સાથે સંપૂર્ણપણે સ્થાનાંતરિત થાય છે. તેમની પાસે નાની ઘનતા હોય છે અને તે જ સમયે ઉચ્ચ કઠિનતા, પારદર્શિતા, ગરમી પ્રતિકાર, તેમજ અત્યંત ઓછી થર્મલ વાહકતા હોય છે.
તેથી, એરગલ્સનો ઉપયોગ થર્મલ ઇન્સ્યુલેશન સામગ્રીના ઉત્પાદન માટે, વિવિધ તબીબી હેતુઓમાં અને અવકાશમાં પણ થાય છે - તેમની પાસેથી બ્રહ્માંડ ધૂળ માટે ફાંસો, નાના કણોને કબજે કરવામાં સક્ષમ છે. એરગેલ્સને ઘણા તબક્કામાં મેળવવામાં આવે છે: મૂળ રાસાયણિક ઘટકોમાં પ્રથમ અગ્રણી સોલ્યુશન્સ બનાવે છે, પછી સામાન્ય જેલ્સ પ્રાપ્ત થાય છે, અને પછી જેલ સૂકાઈ જાય છે, જ્યારે પ્રવાહી, છિદ્રો ભરીને, ગેસથી બદલાઈ જાય છે.
વાતાવરણીય દબાણ અને એલિવેટેડ તાપમાને સામાન્ય સૂકવણી આ હેતુઓ માટે યોગ્ય નથી: તે સ્રોત જેલની માળખુંને નષ્ટ કરે છે અને તેનાથી એરગેલના પરિણામે તે પ્રાપ્ત થતું નથી. તેના બદલે, સુપરક્રિટિકલ ડ્રાયિંગ હાથ ધરવામાં આવે છે, જેમાં સુપરક્રિટિકલ પ્રવાહીનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે - જ્યારે ગેસ અને પ્રવાહી તબક્કામાં તફાવત અદૃશ્ય થઈ જાય ત્યારે જટિલ ઉપરના દબાણ અને તાપમાને પદાર્થની સ્થિતિ કહેવામાં આવે છે (ઉદાહરણ તરીકે, પરંપરાગત પાણી સુપરક્રિટિકલ પ્રવાહી બને છે અનુક્રમે 647 કે અને 218 બાર કરતાં વધુ તાપમાન અને દબાણ વધારે છે.
Co2 માધ્યમમાં સૌથી સામાન્ય સુપરક્રિટિકલ સૂકવણી સૌથી સામાન્ય છે (નિર્ણાયક પરિમાણો: 303.9 કે, 73 બાર). આવા સૂકા દરમિયાન, સુપરક્રિટિકલ પ્રવાહી ધીમે ધીમે દ્રાવક વિખેરી નાખે છે, અને પછી રિએક્ટરમાં દબાણ ઘટાડે છે, અને સુપરક્રિટિકલ પ્રવાહી ગેસ તબક્કામાં જાય છે - તેથી અંતમાં જેલથી બિન-ડેમ્ડ પોર સિસ્ટમ સાથે એરગેલ છે જેલ માંથી મેળવ્યું.
જો કે, સુપરક્રિટિકલ ડ્રાયિંગ ખૂબ ખર્ચાળ છે, જે તેમના આધારે એરગેલ્સ અને સામગ્રીનો ઉપયોગ કરવાની શક્યતાને મર્યાદિત કરે છે. તેથી, વૈજ્ઞાનિકો આ પ્રક્રિયાને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવાના રસ્તાઓ શોધી રહ્યા છે. "ઘણા વૈજ્ઞાનિક જૂથો સુપરક્રિટિકલ સૂકવણીની પ્રક્રિયાના તીવ્રતામાં રોકાયેલા છે, એમ કામના લેખકો પૈકી એક કહે છે કે, પી.સી.ટી.યુ.ના કર્મચારી, પાવેલ જીપ્સી. - અમે પ્રક્રિયા પરિમાણો - તાપમાન, સુપરક્રિટિકલ ડ્રાયિંગ એજન્ટનો વપરાશ અને તેના ફીડ મોડનો વપરાશ, સૂકી પ્રક્રિયાની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ માટે - તેનું અવધિ અને ડ્રાયિંગ એજન્ટનું કુલ ખર્ચ.
સંશોધકોએ સિલિકાના આધારે ક્લાસિકલ એરગેલના ઉદાહરણનો ઉપયોગ કરીને સુપરક્રિટિકલ ડ્રાયિંગની પ્રક્રિયાનો અભ્યાસ કર્યો. ઇસોપ્રોપનોલનો ઉપયોગ પ્રારંભિક દ્રાવક તરીકે થયો હતો, જે એક ડેસિકસન્ટ - સુપરક્રિટિકલ કાર્બન ડાયોક્સાઇડ તરીકે હતો. બધા પ્રયોગો ઉચ્ચ દબાણ ઉપકરણમાં કરવામાં આવ્યા હતા. વૈજ્ઞાનિકોએ એક જ હાથ પર, પ્રક્રિયાના મુખ્ય પરિમાણોનો પ્રયાસ કર્યો, તેને વેગ આપ્યો અને સૂકવણી એજન્ટનો વપરાશ ઘટાડવા અને બીજા પર, એરગેલની અંદર દ્રાવકની બાકીની સામગ્રી દ્વારા અંદાજિત ઉત્પાદન ગુણવત્તાને વધુ ખરાબ ન કરો.
પરિણામે, વૈજ્ઞાનિકોએ શોધી કાઢ્યું કે સુપરક્રિટિકલ સૂકવણીના પરિમાણોમાં ફેરફારોને કારણે, કાર્બન ડાયોક્સાઇડનો વપરાશ 63.4 ટકા ઘટાડી શકાય છે, અને કુલ પ્રક્રિયા સમય લગભગ 50 ટકા છે. આ કિસ્સામાં, ઉત્પાદિત ઉત્પાદનની ગુણવત્તા લગભગ અપરિવર્તિત રહે છે અને પરિણામી સિલિકા એરોગેલ્સમાં વિકસિત વિશિષ્ટ સપાટી વિસ્તાર (આશરે 850 એમ / જી) અને ઉચ્ચ છિદ્ર (આશરે 95 ટકા) હોય છે. આમ, રશિયન રસાયણશાસ્ત્રીઓને સુપરક્રિટિકલ ડ્રાયિંગની પ્રક્રિયાને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવાની રીત મળી છે, જે એરગેલ્સના ઉત્પાદનના ખર્ચનો એક મોટો ભાગ છે.
સોર્સ: નેકેડ સાયન્સ