Đang tải... (xem toàn văn)
Sự ra đời của một cái mới, bao giờ cũng mang theo xung quanh nó nhiều điều thú vị. Và Aerogel cũng không phải là ngoại lệ. Sự ra đời của Aerogel bắt nguồn từ một câu chuyện được kể lại vào cuối những năm 1920, khi Samuel Kistler (19001975), giáo sư hóa học người mỹ đã đánh cược với đồng nghiệp của mình Charles Learned rằng có tồn tại một loại gel không lỏng. Tất nhiên, không một ai tin điều ông nói là đúng. Vì đặc tính lỏng vốn là đặc tính cố hữu của gel được biết đến trong một thời gian dài trước đó. Bằng sự kiên trì và quyết tâm của mình, sau nhiều thử nghiệm và gặp không ít thất bại, cuối cùng Kistler đã tìm ra một loại gel ở trạng thái khí (không phải trạng thái lỏng), một loại gel mới chưa từng được biết đến, thậm chí chưa một ai tưởng tưởng ra nó. Ông đã trở thành người đầu tiên thay thế được trạng thái lỏng của gel thành trạng thái khí, và đặt tên cho nó là Aerogel. Năm 1931, ông đã công bố phát hiện của mình trong bài viết Coherent Expanded Aerogels and Jellies, đăng trên tạp chí khoa học Nature.
Vật liệu Aerogel Nội dung trình bày • • • • • I: Giới thiệu II: phân loại III: Đặc tính IV: ứng dụng V: Tổng hợp I What is aerogel? • Aerogel tổng hợp lần vào năm 1931 Stephens Kistler What is aerogel? • AEROGEL vật liệu có cấu trúc nano, rắn, xốp, suốt có màu xanh mờ vật liệu nhẹ giới • Là vật liệu dạng “gel” có thành phần gel silica (SiO2) dạng “biến thể” 2.Phân loại Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level Silica aerogel Graphene aerogel Metal aerogel Đặc tính - Có mật độ thấp (0.003g/cm3 ), 99,98% khơng khí - Nhẹ 1000 so với thủy tinh nặng khơng khí lần (0,0012g/cm3 ) - Khả cách âm (100 m/s), cách điện tốt - Diện tích bề mặt lớn (100 -1000 m2 g-1) - Có tính kỵ nước, ưa dầu, giòn - Hằng số điện mơi thấp - Độ dẫn nhiệt thấp (0.016 W/mK ) Có thể chịu 1000 độ C - Có lỗ có đường kính 1-100 nm -Aerogel bền chứa vật gấp 2000 lần trọng lượng Những kỉ lục aerogel Chất rắn có mật độ thấp Chất rắn có số khúc xạ thấp kỉ lục guiness Chất rắn cách nhiệt tốt Chất rắn cách âm tốt Chất rắn nhẹ Đường kính 1-100 nm Ứng dụng ứng dụng ngành xây dựng 2 ứng dụng môi trường ứng dụng ngành sản phẩm giữ ấm • • • Đặc tính cách nhiệt Chống thấm nước Thống khí tốt Chịu nhiệt độ lên đến -321 oF 4.ứng dụng cơng nghiệp vũ trụ • • Nasa sử dụng Aerogel làm cách nhiệt, cửa sổ cho tàu vũ trụ Làm lưới thu hồi bụi vũ trụ phát từ chổi Tấm lọc aerogel để thu bụi tàu vũ trụ 5.ứng dụng thể thao • Công ty thể thao dunlop đưa vật liệu aerogel vào việc chế tạo vợt • • • Khung vợt siêu nhẹ dẻo thích hợp cho người có trình độ cao, phát huy khả chơi linh hoạt Đẹp kiểu dáng, có tính cân mặt khung vợt Cứng chỗ trọng điểm mà không cần tăng thêm khối lượng Tổng hợp aerogel • Aerogel tổng hợp chủ yếu nhờ phương pháp sol gel tetraethyl orthosilicate, Si(OC 2H5)4 bị thủy phân dung dịch nước có chứa cồn chất xúc tác • Sau khoảng 8-15 phút dung dịch hình thành gel ướt sấy CO làm cho nước bốc thành aerogel Hóa chất cần dùng • tetraethyl orthosilicate (TEOS), Si(OC2H5)4 • • • Ethanol (C2H5OH) Xúc tác Ammonium Hydroxide (NH4OH), HCL Nước Cách thực • cốc :Cho TEOS, C2H5OH, Nước, HCL vào cốc theo tỉ lệ 0,0007 q trình sol • • • • cốc :Cho C2H5OH, nước, NH4OH theo tỉ lệ 10 2,6 0,02 • PTPỨ Sau trộn cốc lại với đợi 8-15 phút dung dịch hình thành dạng gel Ngâm gel vào ethanol để loại bỏ tạp chất Rồi sấy siêu tới hạn ( super critical drying) CO nhiệt độ 312°k áp suất 90 bar đẩy alcohol gel ngồi chất rắn lại Aerogel Si(OCH2CH3)4 (liq.) + 2H2O (liq.) = SiO2 (solid) + 4HOCH2CH3 (liq.) Aerogel (SiO ,solid) Tham khảo • • • • • • • • Pure and Applied Chemistry. 79 (10): 1801–1829 2007 NASA Jet Propulsion Laboratory May 2002 News Article London: Times Online Retrieved 22 August 2007 Journal of Nanomaterials Journal of Materials Processing Technology Lawrence Berkeley National Laboratory "Guinness Records Names JPL's Aerogel World's Lightest Solid“ https://pamelanorris.wordpress.com/resources/how-silica-aerogels-are-made/ • chổi (sao chổi mẫu vật nguyên thủy hình thành với hệ mặt trời, bay không gian chúng để lại nhiều bụi, nhà khoa học hy vọng hạt bụi giúp tìm hiểu khởi nguồn vũ trụ) ...Nội dung trình bày • • • • • I: Giới thiệu II: phân loại III: Đặc tính IV: ứng dụng V: Tổng hợp I What is aerogel? • Aerogel tổng hợp lần vào năm 1931 Stephens Kistler What is aerogel? • AEROGEL. .. edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level Silica aerogel Graphene aerogel Metal aerogel Đặc tính - Có mật độ thấp (0.003g/cm3 ), 99,98% khơng khí - Nhẹ 1000 so... dụng Aerogel làm cách nhiệt, cửa sổ cho tàu vũ trụ Làm lưới thu hồi bụi vũ trụ phát từ chổi Tấm lọc aerogel để thu bụi tàu vũ trụ 5.ứng dụng thể thao • Cơng ty thể thao dunlop đưa vật liệu aerogel