Aergelet janë materiale të strukturuara shumë faza, boshllëqet e brendshme të të cilave janë të mbushura me gaz. Ata kanë densitet shumë të ulët dhe përçueshmëri termike, si dhe fortësi dhe transparencë të lartë në të njëjtën kohë, për shkak të së cilës aerogelet përdoren për izolimin termik dhe detyra të tjera. Megjithatë, një nga fazat kryesore të marrjes së airgels është një tharje supercritical - shumë e shtrenjtë, e cila kufizon mundësinë e përdorimit të këtyre materialeve.
Në punën e re, shkencëtarët nga PCTU të quajtur pas Di Mendeleev treguan se, duke optimizuar kushtet teknologjike për tharjen supercritical, është e mundur pa përkeqësimin e cilësisë së materialit për të përshpejtuar ndjeshëm këtë proces dhe për të zvogëluar koston e agjentit të tharjes, të cilat e bën sintezën e aerogleve më të përballueshme. Rezultatet e punës publikohen në teknologjinë e tharjes së ditarit.
Një xhel i zakonshëm është një kornizë me rrjetë tre-dimensionale me një numër të madh poret e mbushura me lëng. Aergelet ndryshojnë nga gels konvencionale në atë që faza e lëngshme në to është plotësisht e zëvendësuar me gazsye. Ata kanë densitet të vogël dhe në të njëjtën kohë fortësi të lartë, transparencë, rezistencë ndaj nxehtësisë, si dhe përçueshmëri jashtëzakonisht të ulët termike.
Prandaj, aeroplanë përdoren për prodhimin e materialeve izoluese termike, në qëllime të ndryshme mjekësore dhe madje edhe në hapësirë - prej tyre kurthe për pluhur kozmik, të aftë për të kapur grimcat më të vogla. Airgels janë marrë në disa faza: Para së pari të komponentëve kimikë bazë bëjnë zgjidhje prekursor, atëherë janë marrë gels të zakonshëm, dhe pastaj gels janë tharë, ndërsa lëngshme, mbushje poret, zëvendësohet me gaz.
Tharja e zakonshme në presionin atmosferik dhe temperaturat e ngritura nuk është e përshtatshme për këto qëllime: shkatërron strukturën e xhelit burim dhe si rezultat i ajrit nga ajo që të mos marrë. Në vend të kësaj, tharja supercritike është kryer, në të cilën përdoren lëngje superkritike - të ashtuquajturat gjendjen e substancës në një presion dhe temperaturë mbi kritikën kur ndryshimi zhduket midis gazit dhe fazës së lëngshme (për shembull, uji konvencional bëhet lëngje supercritive një temperaturë dhe presion më të madh se 647 k dhe 218 bar, respektivisht).
Tharja më e zakonshme supercritike në mediumin CO2 është më e zakonshme (parametrat kritikë: 303.9 k, 73 bare). Gjatë një tharje të tillë, lëngu supercritik gradualisht zhvendos tretës, dhe pastaj presioni reduktohet në reaktor, dhe lëngu supercritical shkon në fazën e gazit - kështu që nga xhel në fund ajrore me një sistem pore jo të mallkuar është marrë nga xhel.
Megjithatë, tharja supercritike është shumë e shtrenjtë, e cila kufizon mundësinë e përdorimit të avionëve dhe materialeve të bazuara në to. Prandaj, shkencëtarët po kërkojnë mënyra për të optimizuar këtë proces. "Shumë grupe shkencore janë të angazhuara në intensifikimin e procesit të tharjes supercritical", thotë një nga autorët e punës, një punonjës i PCTU, Pavel Gypsy. - Ne u përqendruam në punën tonë në efektin e parametrave të procesit - temperatura, konsumi i agjentit të tharjes supercritical dhe modalitetit të saj të ushqimit, në karakteristikat kryesore të procesit të tharjes - kohëzgjatjen e saj dhe shpenzimet totale të agjentit të tharjes.
Studiuesit studiuan procesin e tharjes supercritical duke përdorur shembullin e ajrit klasik bazuar në silicë. Isopropanol është përdorur si një tretës fillestar, si një dioksid i karbonit supercritical. Të gjitha eksperimentet u kryen në aparatin e presionit të lartë. Shkencëtarët shkonin parametrat kryesorë të procesit, duke u përpjekur, nga njëra anë, e përshpejtojnë atë dhe për të zvogëluar konsumin e agjentit të tharjes, dhe nga ana tjetër, nuk e përkeqësojnë cilësinë e produktit të vlerësuar nga përmbajtja e mbetur e tretësve brenda aeroplanit.
Si rezultat, shkencëtarët zbuluan se për shkak të ndryshimeve në parametrat e tharjes supercritical, konsumi i dioksidit të karbonit mund të reduktohet me 63.4 për qind, dhe koha e përgjithshme e procesit është rreth 50 për qind. Në këtë rast, cilësia e produktit të prodhuar mbetet pothuajse e pandryshuar dhe aerogelet e silicës që rezultojnë kanë një sipërfaqe specifike të zhvilluar (rreth 850 m / g) dhe porozitet të lartë (rreth 95 përqind). Kështu, kimistët rusë kanë gjetur një mënyrë për të optimizuar procesin e tharjes supercritical, e cila është një pjesë e konsiderueshme e kostos së prodhimit të avionëve.
Burimi: Shkenca e zhveshur