Okay, lass uns sichern, entstehenden kann ein wenig irreführend sein, weil Aerogele vor Jahrzehnten erfunden wurden! Aerogele, die in erster Linie für NASA-Anwendungen verwendet werden, sind die leichtesten festen Materialien der Welt. Bis vor kurzem war es für Menschen sehr schwierig, sie sowohl wörtlich als auch im übertragenen Sinne zu erfassen. Aerogele sind unglaublich leicht (nur dreimal schwerer als Luft!), stark und hochisolierend und werden jetzt als echte Isolatoren verwendet.
Was sind Aerogele?
Aerogele lassen sich am einfachsten durch einen Vergleich mit Jell-O erklären. Wenn Wackelpudding weggelassen wird, trocknet es aus, schrumpft und wo früher Flüssigkeiten waren, befinden sich Tausende winziger Poren. Aerogele werden im Wesentlichen auf die gleiche Weise hergestellt, mit Ausnahme eines Prozesses, der als Aerogele mit überkritischer Trocknung bezeichnet wird werden dazu gebracht, nicht zu schrumpfen, wenn die Flüssigkeit extrahiert wird, und sie behalten typischerweise 90-99% ihres Originals bei Volumen. Zu diesem Zeitpunkt besteht es hauptsächlich aus Luft, kann aber auch das 500- bis 4000-fache seines Gewichts aufnehmen. Aufgrund dieser Zusammensetzung können Aerogele mit sehr geringer Wärmeleitfähigkeit sehr hoher Hitze standhalten und sind im Gegensatz zu den meisten anderen Isolierungen, die chemisch behandelt werden müssen, um diese Eigenschaften zu haben, wasserbeständig.
Arten von Aerogelen
Aerogel bezieht sich nicht auf eine bestimmte Substanz, sondern auf die Geometrie der Substanz. Sofern nicht anders angegeben, bestehen Aerogele am häufigsten aus Siliziumdioxid oder auf andere Weise aus Kohlenstoff. Sie können jedoch auch aus verschiedenen Arten von Rohstoffen hergestellt werden. Silica-Aerogele sind im Allgemeinen transparent und können einen Blaustich aufweisen.
Aerogele als Isolatoren
Die unglaublich geringe Dichte und die große Oberfläche von Aerogelen machen es sowohl zu einem großartigen, leichten Strukturmaterial als auch zu einem Superisolator. Aerogele bieten den höchsten R-Wert pro Zoll als jede andere Isolierung auf dem Markt und haben eine Bewertung von über 10 pro Zoll im Vergleich zu R-6 für geschlossenzellige Isolierung und R-3 für Glasfaser. Aerogel ist jedoch in seinem Rohzustand sehr spröde und unflexibel, so dass es mit anderen Materialien kombiniert werden muss, um in realen Anwendungen verwendet zu werden.
Kieselsäureaerogele wirken aufgrund ihrer Transluzenz gut zwischen Glasschichten. Bei dieser Art von Anwendung ist das Isolierpotential von Aerogelen wirklich aufregend, da Fenster und Glas einige der schwächsten Stellen in einem Gebäude sind. Das Befüllen der Fenster mit Aerogel würde ihren Isolationswert erhöhen und gleichzeitig ihre transparente Qualität beibehalten. Diese Art der Anwendung wurde in den letzten gesehen Solar Decathalon Wettbewerb.
Die andere übliche Art der Aerogelisolierung besteht darin, sie in Form einer Decke zu verwenden. In dieser Anwendung werden Aerogele mit einer Faser verwoben, um sie flexibel zu machen. Diese Fledermäuse können um Rohre gewickelt, an gekrümmten Wänden angebracht und in Hohlräumen installiert werden. Bei rahmengebauten Gebäuden können dünne Aerogelstreifen auf die Ständer aufgebracht werden, um Wärmebrücken zu vermeiden. Da die Aerogele in diesem Format mit Fasern verwoben sind, sind sie undurchsichtig und haben normalerweise ein weißes oder graues Aussehen.
Aerogel-Produkte
Aufgrund der hohen Kosten wurde Aerogel hauptsächlich in industriellen High-End-Anwendungen wie der Isolierung von Öl- und Gasleitungen, der Isolierung von NASA-Raumfahrzeugen und als Abstandskollektor verwendet.
Angesichts des technologischen Fortschritts und einiger Preissenkungen bieten einige Unternehmen jedoch eine Vielzahl von Aerogelprodukten an, die auch in Wohngebieten eingesetzt werden können:
• Cabot: Cabots Nanogel wird zum Isolieren von Fenstereinheiten, zum Umwickeln von Öl- und Gasrohren, zum Weben von Kleidung für den Außenbereich sowie als Granulat und Decke für Bauanwendungen verwendet.
• Aspen Aerogels: Aspen Aerogels Spaceloft ist als Ersatz für herkömmliche Glasfaser- und Zellulosedämmstoffe erhältlich. Es bietet mit 10,3 den höchsten R-Wert als jedes andere Produkt auf dem Markt.
• ThermaBlok: Thermablok stellt einen selbstklebenden Streifen aus Aerogel-Isolierung her, der direkt auf die Stollen aufgebracht werden kann, um eine Wärmebrückenbildung zu verhindern, die eine Wärmeleitung durch die Stollen darstellt.