Ageli so zelo postopni strukturirani materiali, katerih notranje praznine so napolnjene s plinom. Imajo zelo nizko gostoto in toplotno prevodnost, pa tudi visoko trdoto in preglednost hkrati, zaradi katerih se aerogeli uporabljajo za toplotno izolacijo in druge naloge. Vendar pa je ena od ključnih faz pridobitve airgels superkritično sušenje - zelo draga, ki omejuje možnost uporabe teh materialov.
V novem delu, znanstveniki iz PCTU, ki so poimenovali, je pokazal, da je optimizacija tehnoloških pogojev za sušenje sušenja, ki je mogoča, ne da bi poslabšala kakovost materiala, da bi bistveno pospešila ta proces in zmanjšal stroške sušilnega sredstva, ki Sinteza aerogelov je bolj dostopna. Rezultati dela so objavljeni v tehnologiji sušenja revije.
Običajen gel je tridimenzionalni očesni okvir z velikim številom pore, napolnjenih s tekočino. Ageli se razlikujejo od običajnih gelov, saj je tekoča faza v njih popolnoma substituirana z plinasto. Imajo majhno gostoto in hkrati visoko trdoto, preglednost, toplotno odpornost, kot tudi izjemno nizko toplotno prevodnost.
Zato se airgels uporabljajo za proizvodnjo toplotnih izolacijskih materialov, v različnih medicinskih namestih in celo v vesolju - od njih pasti za kozmični prah, ki lahko zajame najmanjše delce. Airgels se pridobljeni v več fazah: najprej osnovne kemijske komponente izdelajo predhodne raztopine, nato pa se pridobivajo navadni geli, nato pa se geli posušijo, medtem ko se tekočina, polnjenje pore, nadomesti s plinom.
Običajna sušenje pri atmosferskem tlaku in povišanih temperaturah ni primerna za te namene: uničuje strukturo vira gela in posledično airgla iz njega ne prejema. Namesto tega se izvede sušenje sušenja, v katerem se uporabljajo superkritične tekočine - tako imenovani stanje snovi pri tlaku in temperaturi nad kritičnim, ko razlika izgine med plinom in tekočo fazo (na primer konvencionalna voda postane superkritična tekočina na Temperatura in tlak, večji od 647 K in 218 bar, oziroma).
Najpogostejše sušenje sušenja v mediju CO2 je najpogostejši (kritični parametri: 303,9 k, 73 barov). Med tako sušenjem se superkritična tekočina postopoma premakne topilo, nato pa se tlak zmanjša v reaktorju, superkritična tekočina pa gre v plinsko fazo - tako od gela na koncu, je Airgel z ne-prekletim por pridobljen iz gela.
Vendar pa je sušenje sušenja zelo drago, kar omejuje možnost uporabe airgels in materialov, ki temeljijo na njih. Zato znanstveniki iščejo načine za optimizacijo tega procesa. "Številne znanstvene skupine se ukvarjajo z okrepitvijo procesa sušenja sušenja," pravi eden od avtorjev dela, zaposlenega PCTU, Pavel Gypsy. - V našem delu smo se osredotočili na učinek postopkovnih parametrov - temperature, porabo sušenja sušilnega sredstva in njen način krme, na ključne značilnosti postopka sušenja - njegovo trajanje in skupni izdatki sušilnega sredstva.
Raziskovalci so preučevali proces sušenja s sušenjem z uporabo primera klasične airgela na osnovi silicijevega dioksida. Izopropanol se je uporabljal kot začetno topilo, kot sušilno - superkritični ogljikov dioksid. Vsi eksperimenti so bili izvedeni v visokotlačnih napravah. Znanstveniki so segali glavne parametre procesa, na eni strani, pospešili in zmanjšali porabo sušilnega sredstva, na drugi strani pa ne poslabšajo kakovosti izdelka, ki jo ocenjuje preostala vsebnost topila v notranjosti Airgla.
Zato so znanstveniki ugotovili, da se zaradi sprememb v parametrih sušenja se lahko poraba ogljikovega dioksida zmanjša za 63,4 odstotka, skupni čas procesa pa je približno 50 odstotkov. V tem primeru je kakovost proizvedenega izdelka ostaja skoraj nespremenjena in imajo nastali dioksid aerogelov razvito specifično površino (približno 850 m / g) in visoka poroznost (približno 95 odstotkov). Tako so ruski kemiki našli način za optimizacijo procesa sušenja sušenja, ki je znaten del stroškov proizvodnje airgels.
Vir: Naked Science