Aerogels, với các đặc tính phi thường của chúng như mật độ thấp, độ xốp cao và cách nhiệt tuyệt vời, đã vượt qua ranh giới của sự tò mò trong phòng thí nghiệm để tìm các ứng dụng đa dạng trong nhiều ngành công nghiệp .
Nội dung
1. Các ứng dụng trong cách điện nhiệt
2. Các ứng dụng môi trường
3. Ứng dụng liên quan
4. Các ứng dụng y sinh
1. Các ứng dụng trong cách điện nhiệt
1.1 Xây dựng và xây dựng
Trong ngành xây dựng, cách nhiệt là rất quan trọng đối với hiệu quả năng lượng . aerogels, đặc biệt
Ví dụ, trong quá trình cải tạo các tòa nhà lịch sử, trong đó bảo tồn cấu trúc và ngoại hình ban đầu là rất quan trọng, cách nhiệt của airgel có thể được áp dụng mà không cần thêm số lượng lớn . Một nghiên cứu trường hợp của một tòa nhà di sản trong môi trường lạnh cho thấy việc sử dụng Airgel - Dấu chân liên quan đến sưởi ấm .
Ngành công nghiệp hàng không vũ trụ đòi hỏi các vật liệu vừa nhẹ vừa được cách điện cao . aerogels phù hợp với hóa đơn hoàn hảo . trong tàu vũ trụ, trong đó duy trì nhiệt độ bên trong ổn định Tiếp xúc với mặt trời .
Chẳng hạn, trong một lần phóng vệ tinh gần đây, chăn airgel đã được sử dụng để cách điện phần tải trọng . Nhiệt độ bên trong của vệ tinh vẫn nằm trong phạm vi hẹp, đảm bảo hoạt động đúng của thiết bị nhạy cảm .
2. Các ứng dụng môi trường
2.1 Tinh chế nước
Aerogel có diện tích bề mặt cao và cấu trúc xốp, khiến chúng làm cho chúng hấp phụ tuyệt vời để tinh chế nước . Chúng có thể loại bỏ các chất gây ô nhiễm như kim loại nặng, chất ô nhiễm hữu cơ và thậm chí cả microplastic từ nước .
Trong một nghiên cứu trường hợp về một dòng sông bị ô nhiễm trong khu vực công nghiệp, một nhà máy xử lý nước quy mô đã được thiết lập bằng cách sử dụng các aerogel carbon ., các aerogel có thể hấp thụ tới 95% các kim loại nặng có trong nước có thể sử dụng hiệu quả .
2.2 Lọc không khí
Ở các khu vực thành thị với mức độ ô nhiễm không khí cao, các aerogel có thể được sử dụng để lọc không khí .Ví dụ, các chất gây ô nhiễm không khí .}, ở một thành phố đô thị bận rộn, một hệ thống lọc không khí trong một tòa nhà thương mại đã được trang bị thêm với các bộ lọc dựa trên silica airgel .} Chất lượng cho những người cư ngụ tòa nhà nhưng cũng cho thấy tiềm năng của aerogels đối với các ứng dụng tinh chế không khí ngoài trời, chẳng hạn như trong các khu vực khói bụi.
3. Ứng dụng liên quan
Aerogels đang được khám phá để sử dụng trong công nghệ pin để cải thiện hiệu suất . trong pin lithium - ví dụ, có thể sử dụng các aerogel carbon làm vật liệu điện cực .
Một nghiên cứu trường hợp trong phòng thí nghiệm nghiên cứu cho thấy pin lithium - ion với điện cực carbon airgel có công suất cao hơn 20% so với pin truyền thống có cùng kích thước ., thời gian sạc đã giảm 30% .
3.2 Lưu trữ năng lượng nhiệt
Aerogels cũng có thể được sử dụng trong các hệ thống lưu trữ năng lượng nhiệt . Pha - vật liệu thay đổi (PCMS) thường được sử dụng để lưu trữ năng lượng nhiệt, nhưng hiệu suất của chúng có thể được tăng cườngN kết hợp với aerogel . Cấu trúc xốp của aerogel có thể gói gọn PCM, cải thiện độ dẫn nhiệt và ổn định của chúng .
Trong một ứng dụng năng lượng mặt trời, hệ thống lưu trữ năng lượng nhiệt sử dụng silica airgel - composite pcm đã được kiểm tra . Hệ thống có thể lưu trữ và giải phóng năng lượng nhiệt hiệu quả hơn, cho phép sử dụng năng lượng mặt trời tốt hơn trong các thời gian có khả năng tăng cường khả năng của chúng Sử dụng .
4. Các ứng dụng y sinh
4.1 Giao thuốc
Cấu trúc xốp và khả năng tương thích sinh học của Aerogels khiến họ hứa hẹn các ứng cử viên cho các hệ thống phân phối thuốc . Các lỗ chân lông có thể được tải bằng thuốc và tốc độ giải phóng có thể được kiểm soát bằng cách điều chỉnh các tính chất của Airgel . Từ từ giải phóng thuốc trong một thời gian nhiều ngày, làm tăng hiệu quả của thuốc và giảm tác dụng phụ so với tiêm tĩnh mạch truyền thống .
Trong kỹ thuật mô, aerogel có thể được sử dụng làm giàn giáo để phát triển tế bào . Cấu trúc xốp của chúng cho phép xâm nhập tế bào và vận chuyển chất dinh dưỡng . Sự phát triển của các mảnh ghép xương nhân tạo có hiệu quả và tương thích sinh học hơn so với các tùy chọn hiện tại .
Tóm lại, Aerogels có một loạt các ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau . từ việc cải thiện hiệu quả năng lượng trong các tòa nhà và tàu vũ trụ để thanh lọc nước và không khí, và từ việc tăng cường hiệu suất pin của họ. Mang . Khi nghiên cứu tiếp tục, có khả năng các ứng dụng sáng tạo hơn nữa của aerogel sẽ được phát hiện, mở rộng hơn nữa tác động của chúng trên các lĩnh vực khác nhau .}