Ang mga aergel ay mataas na phased nakabalangkas na mga materyales, ang panloob na mga voids na puno ng gas. Mayroon silang napakababang density at thermal conductivity, pati na rin ang mataas na katigasan at transparency sa parehong oras, dahil sa kung saan ang mga aerogels ay ginagamit para sa thermal pagkakabukod at iba pang mga gawain. Gayunpaman, ang isa sa mga pangunahing yugto ng pagkuha ng mga airgels ay isang supercritical drying - napakamahal, na naglilimita sa posibilidad ng paggamit ng mga materyal na ito.
Sa bagong trabaho, ang mga siyentipiko mula sa PCTU na pinangalanang pagkatapos ng Di Mendeleev ay nagpakita na, ang pag-optimize ng mga teknolohikal na kondisyon para sa supercritical drying, posible na hindi lumala ang kalidad ng materyal upang makabuluhang mapabilis ang prosesong ito at mabawasan ang halaga ng ahente ng pagpapatayo, na ginagawang mas abot-kaya ang synthesis ng aerogels. Ang mga resulta ng trabaho ay na-publish sa journal drying teknolohiya.
Ang isang ordinaryong gel ay isang tatlong-dimensional na frame ng mata na may malaking bilang ng mga pores na puno ng likido. Ang mga aergel ay naiiba mula sa maginoo gels sa na ang likidong yugto sa kanila ay ganap na pinalitan ng gaseous. Mayroon silang maliit na densidad at sa parehong oras mataas na tigas, transparency, init pagtutol, pati na rin ang napakababang thermal kondaktibiti.
Samakatuwid, ang mga airgel ay ginagamit para sa paggawa ng mga materyales sa pagkakabukod ng thermal, sa iba't ibang mga layuning medikal at kahit sa espasyo - mula sa kanila na mga traps para sa cosmic dust, na may kakayahang makuha ang pinakamaliit na particle. Ang mga airgel ay nakuha sa ilang mga yugto: una sa mga pangunahing sangkap ng kemikal gumawa ng mga solusyon sa precursors, pagkatapos ordinaryong gels ay nakuha, at pagkatapos ay ang gels ay tuyo, habang ang likido, pagpuno pores, ay pinalitan ng gas.
Ang karaniwang pagpapatayo sa presyon ng atmospera at mataas na temperatura ay hindi angkop para sa mga layuning ito: ito ay sumisira sa istraktura ng source gel at bilang resulta ng airgel mula dito na hindi makatanggap. Sa halip, ang supercritical drying ay isinasagawa, kung saan ang mga supercritical fluid ay ginagamit - kaya tinatawag na estado ng sangkap sa isang presyon at temperatura sa itaas ng kritikal kapag ang pagkakaiba ay nawala sa pagitan ng gas at likido phase (halimbawa, maginoo tubig nagiging supercritical fluid sa isang temperatura at presyon na mas malaki kaysa sa 647 K at 218 bar, ayon sa pagkakabanggit).
Ang pinaka-karaniwang supercritical drying sa CO2 medium ay pinaka-karaniwang (kritikal na mga parameter: 303.9 K, 73 bar). Sa panahon ng isang pagpapatayo, unti-unting displaces ang supercritical fluid ang solvent, at pagkatapos ay ang presyon ay nabawasan sa reaktor, at ang supercritical fluid ay napupunta sa gas phase - kaya mula sa gel sa dulo ng airgel na may isang di-sinumpa na sistema ng pore ay nakuha mula sa gel.
Gayunpaman, ang sobrang pagpapatayo ay napakamahal, na naglilimita sa posibilidad ng paggamit ng mga airgel at mga materyales batay sa mga ito. Samakatuwid, ang mga siyentipiko ay naghahanap ng mga paraan upang ma-optimize ang prosesong ito. "Maraming mga siyentipikong grupo ang nakikibahagi sa pagtindi ng proseso ng supercritical drying," sabi ng isa sa mga may-akda ng trabaho, isang empleyado ng PCTU, Pavel Gypsy. - Nakatuon kami sa aming trabaho sa epekto ng mga parameter ng proseso - temperatura, ang pagkonsumo ng supercritical drying agent at ang feed mode nito, sa mga pangunahing katangian ng pagpapatayo ng ahente - ang tagal at kabuuang paggasta ng ahente ng pagpapatayo.
Pinag-aralan ng mga mananaliksik ang proseso ng supercritical drying gamit ang halimbawa ng klasikal na airgel batay sa silica. Isopropanol ay ginamit bilang isang panimulang solvent, bilang isang desiccant - supercritical carbon dioxide. Ang lahat ng mga eksperimento ay natupad sa mataas na presyon ng patakaran. Ang mga siyentipiko ay sumasaklaw sa mga pangunahing parameter ng proseso, sinusubukan, sa isang banda, mapabilis ito at mabawasan ang pagkonsumo ng pagpapatayo ng ahente, at sa iba pa, huwag palalain ang kalidad ng produkto na tinatantya ng natitirang nilalaman ng solvent sa loob ng airgel.
Bilang resulta, natuklasan ng mga siyentipiko na dahil sa mga pagbabago sa mga parameter ng supercritical drying, ang pagkonsumo ng carbon dioxide ay maaaring mabawasan ng 63.4 porsiyento, at ang kabuuang oras ng proseso ay halos 50 porsiyento. Sa kasong ito, ang kalidad ng produktong ginawa ay nananatiling halos hindi nagbabago at ang nagreresultang silica aerogels ay may isang partikular na lugar sa ibabaw (mga 850 m / g) at mataas na porosity (mga 95 porsiyento). Kaya, natagpuan ng mga Russian chemist ang isang paraan upang ma-optimize ang proseso ng supercritical drying, na isang malaking bahagi ng halaga ng produksyon ng mga airgels.
Pinagmulan: Naked Science.