วัสดุสุดไฮเทค ของแข็งที่เบาที่สุดในโลก
Aerogel แอโรเจล คือ วัสดุที่มีคุณสมบัติดีเลิศในหลายๆด้าน มีลักษณะเป็นของแข็งกึ่งโปร่งแสง น้ำหนักเบา และเป็นฉนวนความร้อนที่ยิ่งยวด มีความพรุนสูง
การผลิต แอโรเจล มีหลัการอย่างไร
- หลักการผลิตแอโรเจล คือ ทำการแทนที่ของเหลวในเจลด้วยแก็ส ทำการอบให้แห้งโดยไม่ให้เกิดการหดตัว( Shrinkage )
- วิธีการผลิต ( พูดแบบภาษาชาวบ้าน ) มีดังนี้
- สร้างเจล(วุ้น) โดยการผสม แอลกอฮอล์ กับ ซิลิกา
- ขั้นตอนที่ยากคือขั้นตอนต่อจากนี้ คือ การอบซิลิกาเจลให้แห้ง โดยไม่เกิดการหดตัว ซึ่งจะเกิดขึ้นได้ต้องอยู่ภายใต้เงือนไข ที่เรียกว่า การแห้งวิกฤตยิ่งยวด( Supercritical drying ) คือต้องกระทำภายใต้อุณหภูมิ และความดันที่สูงมาก จึงจะทำให้ของเหลวภายในเจลถูกขจัดออกโดยที่ เจลไม่เสียรูป
- เป็นของแข็งที่อยู่ในสภาพกึ่งโปร่งแสง
- เมื่อสัมผัสจะให้ความรู้สึกเหมือนสัมผัส โฟม
- เป็น ของแข็งที่เบาที่สุดในโลก ด้วยความหนาแน่นเพียง 0.08 กรัม/ลูกบาศก์เซ็นติเมตร ( น้อยกว่าน้ำ 12.5 เท่า )
- เป็นฉนวนกันความร้อนที่ยิ่งยวดคือมีค่านำความร้อน ระหว่าง 0.03 W/m·K ถึง 0.004 W/m·K
- เนื่องจากมีอากาศเป็นสี่งประกอบถึง 96% ทำให้เป็นวัสดุที่มีความพรุนสูง จึงน้ำไปใช้เป็นวัสดุดักจับอนุภาค ใน อวกาศ
- รับแรงอัดได้ดีเยี่ยม คือแบกสิ่งของที่หนัก 2,500 กรัม โดยใช้แอโรเจลหนักเพียง 2 กรัม (1,250 เท่า )
- มีคุณสมบัติในการดูดกลืนรังสีอินฟราเรดได้ดีเยี่ยม
- แต่ข้อเสียของแอโรเจลคือ ไม่สามารถต้านทานแรงดัด
แอโรเจลหนักเพียง 2 กรัม สามารถรับแบกก้อนอิฐที่หนัก 2,500 กรัมได้อย่างสบาย
เป็นฉนวนกันความร้อนที่ดีเยี่ยม
การประยุกต์ใช้งาน แอโรเจล
- ใช้ทำฉนวนกันความร้อน
- เนื่องจากเป็นวัสดุที่มีรูปพรุนสูง จึงนำไปใช้ดูดซับสารเคมี ทำความสะอาด
- อนุภาคของแอโรเจล สามารถใช้ในการเพิ่มความหนาของ สี ของเครื่องสำอาง
- ใช้ดักจับอนุภาคอวกาศ
ในโครงการขององค์การนาซ่า (NASA) เนื่องจากอนุภาคอวกาศเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงมาก แต่อนุภาคมีขนาดเล็กมาก หากใช้วัสดุที่แข็งเก็บอนุภาค อนุภาคอาจจะแตกเสียหาย หากใช้วัสดุที่อ่อนนุ่มเก็บความเร็วของอนุภาคจะทะลุไป หากใช้ของเหลวเก็บจะทำให้คุณสมบัติทางเคมีเสียไป แอโรเจลคือทางเลือกที่เหมาะสมที่สุด
ข้อมูลอ้างอิง วัสดุสุดไฮเทค ของแข็งที่เบาที่สุดในโลก ( Aerogel )
- http://en.wikipedia.org/wiki/Guinness_World_Records
- http://gajitz.com/aerogels-material-properties-of-worlds-strangest-stuff/
- http://www.tonyboon.co.uk/aerogel/aerogel.htm