Aergels eru mjög áföngum uppbyggð efni, innri tómarúm sem eru fyllt með gasi. Þeir hafa mjög lágt þéttleika og hitauppstreymi, auk hár hörku og gagnsæi á sama tíma, þar sem Aerogels eru notuð til hitauppstreymis einangrun og önnur verkefni. Hins vegar er eitt af helstu stigum að fá loftgels supercritical þurrkun - mjög dýrt, sem takmarkar möguleika á að nota þessi efni.
Í nýju starfi sýndu vísindamenn frá PCTU sem heitir eftir að Di Mendeleev sýndu að hagræðingu tæknilegra aðstæðna fyrir supercritical þurrkun, það er mögulegt án þess að versna gæði efnisins til að verulega hraða þessu ferli og draga úr kostnaði við þurrkunarefnið, sem Gerir myndun Aerogels á viðráðanlegu verði. Niðurstöður vinnunnar eru birtar í tímaritinu.
Venjulegur hlaup er þrívítt möskva ramma með fjölda svitahola fyllt með vökva. Aergels eru frábrugðin hefðbundnum gelsum þar sem fljótandi áfanga í þeim er algjörlega setinn með lofttegundum. Þeir hafa litla þéttleika og á sama tíma hár hörku, gagnsæi, hitaþol, auk mjög lágt hitauppstreymi.
Þess vegna eru loftgir notaðir til framleiðslu á varma einangrunarefni, í ýmsum læknisfræðilegum tilgangi og jafnvel í geimnum - frá þeim gildrur fyrir kosmísk ryk, sem geta handtaka minnstu agnir. Airgels eru fengnar á nokkrum stigum: Fyrst af helstu efnafræðilegum hlutum gera forverur lausnir, þá eru venjulegir gelar fengnar, og síðan eru gels þurrkaðir, en vökvi, fylla svitahola, er skipt út fyrir gas.
Venjulegur þurrkun við loftþrýsting og hækkað hitastig er ekki hentugur í þessum tilgangi: það eyðileggur uppbyggingu uppspretta hlaupsins og vegna loftglans frá því að ekki fá. Í staðinn er supercritical þurrkun framkvæmt, þar sem supercritical vökvar eru notaðir - svokölluð ástand efnisins við þrýsting og hitastig yfir gagnrýninn þegar munurinn hverfur á milli gas og fljótandi fasa (til dæmis, hefðbundin vatn verður supercritical vökvi á hitastig og þrýstingur sem er stærri en 647 K og 218 bar, í sömu röð).
Algengasta supercritical þurrkun í CO2 miðilinu er algengasta (mikilvægar breytur: 303,9 K, 73 barir). Á slíkum þurrkun, supercritical vökvi flettir smám saman leysirinn, og þá er þrýstingur minnkaður í reactorinn og supercritical vökvi fer í gasfasa - svo frá hlaupinu í lokin er loftslagið með ójafnri pore kerfi fengin úr hlaupinu.
Hins vegar er supercritical þurrkun mjög dýrt, sem takmarkar möguleika á að nota loftgelsi og efni sem byggist á þeim. Þess vegna eru vísindamenn að leita leiða til að hámarka þetta ferli. "Margir vísindarhópar taka þátt í aukningu á ferlinu af supercritical þurrkun," segir einn af höfundum verksins, starfsmaður PCTU, Pavel Gypsy. - Við einbeittu okkur í starfi okkar um áhrif ferli breytur - hitastig, neysla supercritical þurrkunarmiðillinn og fóðurstilling þess, að lykilatriðum þurrkunarferlisins - lengd og heildarútgjöld þurrkunarefnisins.
Rannsakendur rannsakað ferlið við supercritical þurrkun með því að nota dæmi um klassíska airgel miðað við kísil. Isopropanól var notað sem byrjunar leysi, sem þurrkefni - supercritical koltvísýring. Allar tilraunir voru gerðar í háþrýstibúnaði. Vísindamenn náðu helstu breytur ferlisins, reyna annars vegar að flýta fyrir því og draga úr neyslu þurrkunaraðilans, og hins vegar versna ekki vörugæði sem áætlað er af leifar innihaldi leysisins inni í loftgönginni.
Þar af leiðandi, vísindamenn fundu að vegna breytinga á breytur af supercritical þurrkun, er neysla koltvísýrings minnkað um 63,4 prósent og heildarferlið er um 50 prósent. Í þessu tilviki er gæði framleiddra vara enn óbreytt og kísil aerogels sem leiðir til þess að kísil aerogels hafa þróað sérstakt yfirborðsvæði (um 850 m / g) og hár porosity (um það bil 95 prósent). Þannig hafa rússneskir efnafræðingar fundið leið til að hámarka ferlið við supercritical þurrkun, sem er verulegur hluti af kostnaði við framleiðslu á loftgelum.
Heimild: Naked Science