Аргемите се многу постепени структурирани материјали, чии внатрешни празнини се исполнети со гас. Тие имаат многу ниска густина и топлинска спроводливост, како и висока цврстина и транспарентност во исто време, поради што аерогелите се користат за топлинска изолација и други задачи. Сепак, една од клучните фази на добивање на Airgels е суперкритично сушење - многу скапо, што ја ограничува можноста за користење на овие материјали.
Во новата работа, научниците од ПКТУ именуван откако Ди Менделеев покажаа дека ги оптимизираат технолошките услови за суперкритично сушење, можно е без да се влоши квалитетот на материјалот за значително забрзување на овој процес и да се намали цената на агенсот на сушење, што Ја прави синтезата на аерогели поприфатливи. Резултатите од работата се објавуваат во технологијата за сушење на списанието.
Обичен гел е три-димензионална мрежа рамка со голем број пори исполнети со течност. Aergels се разликуваат од конвенционалните гелови со тоа што течната фаза во нив е целосно супституирана со гасовити. Тие имаат мала густина и во исто време висока цврстина, транспарентност, отпорност на топлина, како и екстремно ниска топлинска спроводливост.
Затоа, Airgels се користат за производство на термички изолациски материјали, во различни медицински цели, па дури и во вселената - од нив стапици за космичка прашина, способни за снимање на најмалите честички. Airgels се добиваат во неколку фази: Прво на основните хемиски компоненти ги прават прекурсорите решенија, тогаш се добиваат обични гелови, а потоа се исушат гелите, додека течноста, пополнувањето на порите се заменуваат со гас.
Вообичаеното сушење на атмосферскиот притисок и покачени температури не е погоден за овие цели: ја уништува структурата на изворен гел и како резултат на Airgel од него да не прима. Наместо тоа, се врши суперкритично сушење, во кое се користат суперкритични течности - т.н. состојбата на супстанцијата со притисок и температура над критичната кога разликата исчезнува помеѓу гасот и течната фаза (на пример, конвенционалната вода станува суперкритична течност во Температура и притисок поголема од 647 K и 218 бари, соодветно).
Најчестиот суперкритичен сушев во медиумот на CO2 е најчести (критични параметри: 303,9 K, 73 бари). За време на такво сушење, суперкритичната течност постепено го дислоцира растворувачот, а потоа притисокот е намален во реакторот, а суперкритичната течност оди во фазата на гас - така од гелот на крајот Airgel со не-проклето Pore систем е добиени од гелот.
Сепак, суперкритичното сушење е многу скапо, што ја ограничува можноста за користење на воздухоплови и материјали врз основа на нив. Затоа, научниците бараат начини за оптимизирање на овој процес. "Многу научни групи се ангажирани во интензивирањето на процесот на суперкритично сушење", вели еден од авторите на работата, вработен во ПЦКУ, Павел Цигански. - Ние се концентриравме во нашата работа за ефектот на параметрите на процесот - температурата, потрошувачката на суперкритичниот агенс за сушење и нејзиниот режим на храна, на клучните карактеристики на процесот на сушење - неговото времетраење и вкупен расход на сушењето.
Истражувачите го проучуваа процесот на суперкритично сушење со примерот на класичниот Airgel базиран на Силика. Изопропанол се користел како почетен растворувач, како десикант - суперкритичен јаглерод диоксид. Сите експерименти беа спроведени во апаратура со висок притисок. Научниците се движеа главните параметри на процесот, обидувајќи се, од една страна, го забрзуваат и ја намалуваат потрошувачката на агенсот на сушење, а од друга страна не го влошуваат квалитетот на производот што се проценува со резидуалната содржина на растворувачот во внатрешноста на Airgel.
Како резултат на тоа, научниците откриле дека поради промени во параметрите на суперкритичното сушење, потрошувачката на јаглерод диоксид може да се намали за 63,4 проценти, а вкупното време на процесот е околу 50 проценти. Во овој случај, квалитетот на произведениот производ останува речиси непроменет и резултирачките силициум аерогели имаат развиена специфична површина (околу 850 m / g) и висока порозност (околу 95 проценти). Така, руските хемичари најдоа начин за оптимизирање на процесот на суперкритично сушење, што е значителен дел од трошоците за производство на пиетели.
Извор: Голи наука