Аергели су високо фазни структурирани материјали, чији се унутрашњи празнини испуњавају гасом. Имају веома ниску густину и топлотну проводљивост, као и велика тврдоћа и транспарентност, због које се аерогели користе за топлотну изолацију и друге задатке. Међутим, једна од кључних фаза добијања аиргела је суперкритично сушење - веома скупо, што ограничава могућност коришћења ових материјала.
У новом раду научници из ПЦТТУ-а названи по дизајну, оптимизујући технолошке услове за суперкритичко сушење, могуће је без погоршања квалитета материјала да би се значајно убрзало овај процес и смањио трошкове агенса за сушење чини синтезу аерогелова приступачнијим. Резултати рада објављују се у технологији сушења у часопису.
Обичан гел је тродимензионални мрежни оквир са великим бројем порама напуњених течношћу. Аергели се разликују од конвенционалних гелова у томе да је течна фаза у њима потпуно супституисана са гасовитим. Они имају малу густину и истовремено велика тврдоћа, транспарентност, отпорност топлоте, као и изузетно ниска топлотна проводљивост.
Стога се аирелси користе за производњу топлотних изолационих материјала, у разним медицинским сврхама, па чак и у свемиру - од њих замки за космичку прашину, способни да снимају најмању честице. Аиреле се добијају у неколико фаза: Прва од основних хемијских компоненти чине растворе прекурсора, тада се добијају обични гелови, а затим се гелови осуше, док се течност, пуњење поре замењу гасом.
Уобичајено сушење на атмосферским притиском и повишеним температурама није погодно за ове сврхе: уништава структуру изворног гела и као резултат аиргела од њега да не прими. Уместо тога, врше се суперкритичко сушење, у којима се користе суперкритичне течности - тако назване стање супстанце под притиском и температуре изнад критичне када разлика нестане између фазе гаса и течности (на пример, конвенционална вода постаје суперкритична течност у температура и притисак већи од 647 к и 218 бара, респективно).
Најчешће суперкритичко сушење у средњоестојним средњим средствима је најчешћи (критични параметри: 303,9 к, 73 бара). Током таквог сушења, суперкритична течност постепено премешта растварач, а затим се притисак смањи у реактору, а суперкритична течност прелази у фазу гаса - тако да је гел на крају, аиргел са не-проклетим системом пореза добијено од гела.
Међутим, суперкритичко сушење је веома скупо, што ограничава могућност употребе ваздушних и материјала на основу њих. Стога научници траже начине за оптимизацију овог процеса. "Многе научне групе се баве интензивирањем процеса суперкритичког сушења", каже један од аутора рада, запосленог у ПЦТУ-у, Павел Цигани. - Концентрисали смо се у нашем раду на ефекту процеса параметра - температуру, потрошњу суперкритичког средства за сушење и његов режим захтјев, на кључне карактеристике процеса сушења - његово трајање и укупни расход средства за сушење.
Истраживачи су проучавали процес суперкритичког сушења користећи пример класичног авио-азела на основу силицијуме. Изопропанол је коришћен као почетни растварач, као средство за суперкритични угљен диоксид. Сви експерименти су изведени у апарату високог притиска. Научници су кретали главним параметрима процеса, испробавајући га, убрзавају и смањили потрошњу агенса за сушење, а на другом, не погоршава квалитет производа процењено од стране преосталих садржаја растварача у аиргелу.
Као резултат тога, научници су открили да због промена у параметрима суперкритичког сушења, потрошња угљен-диоксида може се смањити за 63,4 посто, а укупно време процеса је око 50 процената. У овом случају, квалитет произведени производ и даље је готово непромењен, а резултирајућа силика Аерогела имају развијену површину (око 850 м / г) и високу порозност (око 95 процената). Стога су руски хемилови нашли начин да оптимизирају процес суперкритичког сушења, што је значајан део трошкова производње ваздушних камиона.
Извор: Гола наука