Ձեռք բերված է բարձրորակ կառուցվածքային նյութեր, որոնց ներքին ուժերը լցված են գազով: Նրանք ունեն շատ ցածր խտություն եւ ջերմային հաղորդունակություն, ինչպես նաեւ միեւնույն ժամանակ բարձր կարծրություն եւ թափանցիկություն, որի պատճառով օդագրերը օգտագործվում են ջերմամեկուսացման եւ այլ առաջադրանքների համար: Այնուամենայնիվ, օդափոխիչների ձեռքբերման հիմնական փուլերից մեկը գերակշռող չորացում է `շատ թանկ, որը սահմանափակում է այդ նյութերը օգտագործելու հնարավորությունը:
Նոր աշխատանքում, Դի Մենդելեեւի անվան PCTU- ի գիտնականները ցույց են տվել, որ գերհզոր չորացման տեխնոլոգիական պայմանները օպտիմալացնելը, հնարավոր է առանց վատթարացնել նյութի որակը եւ նվազեցնել չորացման գործակալի արժեքը ավելի մատչելի է դարձնում Aerogels- ի սինթեզը: Աշխատանքի արդյունքները հրապարակվում են ամսագրի չորացման տեխնոլոգիայում:
Սովորական գելը եռաչափ ցանցի շրջանակ է `հեղուկով լցված մեծ թվով ծակոտիները: Հելէլերը տարբերվում են սովորական գելերից, քանի որ դրանցում հեղուկ փուլը ամբողջովին փոխարինվում է գազով: Նրանք ունեն փոքր խտություն եւ միեւնույն ժամանակ բարձր կոշտություն, թափանցիկություն, ջերմային դիմադրություն, ինչպես նաեւ ծայրահեղ ցածր ջերմային հաղորդունակություն:
Հետեւաբար, օդափոխիչները օգտագործվում են ջերմամեկուսիչ նյութերի արտադրության համար, տարբեր բժշկական նպատակներով եւ նույնիսկ տարածության մեջ `դրանցից թակարդներ տիեզերական փոշու համար, որոնք ունակ են գրավել ամենափոքր մասնիկները: Օդայինները ձեռք են բերվում մի քանի փուլով. Հիմնական քիմիական բաղադրիչներից առաջինը առաջացնում են նախադրյալների լուծումներ, ապա սովորական գելերը ձեռք են բերվում, եւ այնուհետեւ գելերը չորանում են, իսկ հեղուկը լցվում է, լցվում է գազով:
Մթնոլորտային ճնշման եւ բարձրացված ջերմաստիճանում սովորական չորացումը հարմար չէ այս նպատակների համար. Այն ոչնչացնում է աղբյուրի գելի կառուցվածքը եւ օդային գայլի արդյունքում չստանալ: Փոխարենը, իրականացվում է գերհզոր չորացում, որոնցում օգտագործվում են գերհամայնքային հեղուկներ, այսպես կոչվում է նյութի վիճակը ճնշում եւ ջերմաստիճանում կրիտիկական վերեւում, երբ տարբերությունն անհետանում է գազի եւ հեղուկի միջեւ (օրինակ, սովորական ջուրը դառնում է գերբնական հեղուկ) 647 կ եւ 218 բարից ավելի ջերմաստիճան եւ ճնշում, համապատասխանաբար):
CO2 միջավայրում ամենատարածված գերհոգնագույն չորացումը ամենատարածվածն է (կրիտիկական պարամետրեր `303.9 Կ, 73 բար): Նման չորացման ընթացքում գերհաղորդագրական հեղուկը աստիճանաբար տեղաշարժում է լուծիչը, եւ այնուհետեւ ճնշումը կրճատվում է ռեակտորում, եւ գերհզոր հեղուկը մտնում է գազի փուլը `ոչ-անուժված ծակոտկենով ստացված գելից:
Այնուամենայնիվ, գերբնական չորացումը շատ թանկ է, որը սահմանափակում է դրանց հիման վրա օդափոխիչներ եւ նյութեր օգտագործելու հնարավորությունը: Հետեւաբար, գիտնականները փնտրում են այս գործընթացը օպտիմիզացնելու ուղիներ: «Շատ գիտական խմբեր զբաղվում են գերբնական չորացման գործընթացի ակտիվությամբ», - ասում է աշխատանքի հեղինակներից մեկը, PCTU- ի աշխատող, Pavel Gypsy: - Մենք կենտրոնացած ենք գործընթացի պարամետրերի ազդեցության վրա `ջերմաստիճանը, գերտերությունների չորացման գործակալի եւ դրա կերակրման ռեժիմի սպառումը, չորացման գործընթացի հիմնական հատկանիշները:
Հետազոտողները ուսումնասիրել են գերհզոր չորացման գործընթացը `օգտագործելով Սիլիցիի հիման վրա դասական ինքնաթիռի օրինակ: ISOPROPANOL- ը օգտագործվել է որպես մեկնարկային լուծիչ, որպես չորանոց `գերհզոր ածխաթթու գազ: Բոլոր փորձերն իրականացվել են բարձր ճնշման սարքերում: Գիտնականները տատանվում էին գործընթացի հիմնական պարամետրերը, փորձելով մի կողմից, արագացնել այն եւ նվազեցնել չորացման գործակալի սպառումը, իսկ մյուս կողմից, մի վատթարանալ արտադրանքի որակը, որը գնահատվում է օդափոխիչի մնացորդային բովանդակությամբ:
Արդյունքում, գիտնականները պարզել են, որ գերտերական չորացման պարամետրերի փոփոխության պատճառով ածխաթթու գազի սպառումը կարող է կրճատվել 63,4 տոկոսով, իսկ գործընթացի ընդհանուր ժամանակը կազմում է մոտ 50 տոկոս: Այս դեպքում արտադրված արտադրանքի որակը մնում է գրեթե անփոփոխ, իսկ արդյունքում ստացված սիլիցոնային աերօդունգները ունեն զարգացած հատուկ մակերես (մոտ 850 մ / գ) եւ բարձր ծակոտկեն (մոտ 95 տոկոս): Այսպիսով, ռուս քիմիկոսները գտել են գերհզոր չորացման գործընթացը օպտիմալացնելու միջոց, որը հանդիսանում է օդափոխիչների արտադրության արժեքի զգալի մասը:
Աղբյուր, մերկ գիտություն