AEROGEL MATERIÁL NOVÉ GENERACE VERONIKA VÁSKÁ 152900.

Prezentace na téma: "AEROGEL MATERIÁL NOVÉ GENERACE VERONIKA VÁSKÁ 152900."— Transkript prezentace:

1 AEROGEL MATERIÁL NOVÉ GENERACE VERONIKA VÁSKÁ 152900

2 AEROGEL

3 Aerogel se jako duch vznáší v prostoru přidržován jen konečky prstů výzkumných pracovníků. Tento namodralý a téměř průhledný materiál má na svém kontě šest světových fyzikálních rekordů. Vyznačuje se vlastnostmi, jaké by jste u jiných materiálů těžko hledali: je jedním z nejlepších tepelných izolantů a také je pevnou látkou z nejmenší známou hustotou (blok aerogelu o velikosti průměrného dospělého člověka váží pouze 0,5kg a je schopen udržet váhu malého osobního automobilu). Pro svou podobu ztuhlého dýmu si vysloužil přezdívku „zmrzlý dým“ nebo „téměř vůbec nic“. Obě přezdívky dokonale vystihují jeho vlastnosti, neboť 99,98% jeho objemu tvoří úplně obyčejný vzduch. To podstatné je ale obsaženo právě ve zbývajících 0,02%, je to materiál budoucnosti, chemický prvek podobný uhlíku, ale neskonale odolnější – křemík. Právě díky křemíku je aerogel předurčen k velké slávě v nejbližší budoucnosti. AEROGEL

4 Aerogel vznikl již před 80. lety a to jako výsledek dětinské sázky dvou vědců, Dr. Kistlera a Dr. Learneda, ze Standfordské univerzity v USA. Soutěžili v tom, komu se podaří odsát ze želatiny v zavařovací sklenici vodu tak, aby neztratila svůj objem. Soutěž nakonec vyhrál Dr. Kistler a své výsledky ihned publikoval. Dnes se aerogel vyrábí za zvláštních podmínek při vysokých tlacích. Zpočátku má aerogel podobu gelu z oxidu křemičitého (SiO 2 ). Vlastnosti jimiž připomíná želatinu, mu dodává příměs vody a kapalného oxidu uhličitého (CO 2 ). Pak se však veškerá kapalná složka za obrovského tlaku z gelu odstraní. Vznikne tak těleso s miliardami skořápek z křemíku, které drží nesmírně pevně svou strukturu obrovskou silou vazeb mezi molekulami. Celý tento proces se nazývá superkritické vysoušení a jedině během tohoto děje nedojde v křemičitém gelu k deformaci a zhroucení křemíkových skořepin. AEROGEL

5 Díky pevným a nepružným miniaturním skořápkám z oxidu křemičitého je aerogel perfektní izolačním materiálem, ale je také nesmírně odolný vůči vibracím a vlnění. Zatímco vlnové délky světla jsou natolik krátké, že procházejí aerogelem téměř beze změny, tepelné vlny se již přes blok aerogelu dostanou jen těžko. Také jiný druh vlnění – zvuk – aerogelem téměř vůbec neprojde. Nám se tak nabízí neuvěřitelná škála jeho možného využití. Jeho hustota je pouze 3 mg/cm3. Snese 2000× větší zatížení než je jeho hmotnost. Materiál má extrémně nízkou tepelnou vodivost (0,03 až 0,004 W/(K.m)). Pro své vlastnosti byl použit jako lapač prachových částic na sondě Stardust. Dále byl použit při konstrukci marsického (na Mars) vozítka Sojourner. Přestože v noci klesaly teploty na jeho povrchu až na -61 °C, uvnitř vozítka byla teplota 21 °C. AEROGEL

6 AEROGEL

7 AEROGEL

8 Proč vlastně už dávno nevyužíváme dokonalých vlastností aerogelu v naších domácnostech? Aerogel lze zatím vyrábět jen ve vysokotlakých laboratorních pecích. Velkovýrobu dosud nikdo nedokázal zajistit a tak se aerogel využívá jen v kosmických programech a nemnoha přístrojích. Přesto nebude trvat dlouho a snad se budeme moci postupně zbavovat například topných těles. Tenké plátky aerogelu umístěné ve stěnách domů a pod podlahami bytů promění naše domovy v místa, kde nám v zimním období bude příjemně teplo a v létě naopak nebude trpět horkem. Chladící vozy ušetří ohromnou spoustu energie a zlevní i cestování letadly. Výrazně se také omezí znečišťování Země, neboť druhotným efektem používání aerogelu bude snížení emisí skleníkových plynů. AEROGEL

9 Další nezanedbatelnou výhodou bude využití aerogelu v oknech. Jeho izolační vlastnosti zde vyniknou nejlépe – letní slunce nebude znamenat nedýchatelné dusno v pokoji, v zimě nás nebude mrazit při pohledu na zasněžené stromy či na vyúčtování spotřeby energie. Mimo příliš náročnou výrobu je druhým problémem jeho namodralá barva a tedy drobné optické zkreslení obrazu. Ony zmíněné křemíkové skořápky totiž mají dvojí velikost a ty větší lámou na svém povrchu světelný paprsek a způsobují posun světla k modrému oboru spektra. Tento problém se daří odstranit zatím jen v podmínkách mikrogravitace – tedy na oběžné dráze. Výzkum však probíhá mílovými kroky a možná, že se prvního výrobku využívajícího „zmrzlý dým“ dočkáme již velmi brzo. AEROGEL

10 PETRÁSEK, Martin Aerogel, časopis ABC www.wikipedia.cz AEROGEL