هواژل سبک ترین در جهان

بیشتر یا بهتر بگم همه ی کسانی که هواژل (aerojel) رو برای اولین بار می بینند ، بی برو برگرد جا می خورند . ظاهری شبه گونه و ابر مانند ، هواژل را مثل داستان های علمی تخیلی جذاب می کنه .
هواژل در حالی که بیشتر از هوا تشکیل شده ( ۹۰% تا ۹۹.۸% ) جامد شفافی است که برای گرما و صوت هم عایق بسیار خوبی است ؛ چگالی آن تا ۵ میلی گرم بر سانتی متر مکعب است ، یعنی حدود سه برابر چگالی هوا .
با اینکه هواژل ساختاری متخلخل دارد ، اما بر خلاف سایر مواد متخلخل که کدرند ، هواژل بسیار شفاف می باشد و می توان از پشت آن اجسام را مشاهده نمود !
به علت ساختار متخلخل دارای مساحتی بسیار زیاد ، برای مثال یک تکه ی ۲۸.۳۵ گرمی از هواژل مساحتی خارجی به اندازه ی نزدیک به مساحت شش زمین فوتبال دارد .
هواژل سیلیسی عمده ترین هواژل ساخته شده می باشد ، ولی آن را از بسیاری از اکسید های فلزی نیز مانند : آهن ، قلع ، آلومین ، اکسید تیتانیم و اکسید زیرکونیم و ... می توان تهیه کرد .
در ۲۰ سال گذشته کاربرد هایی گوناگونی برای این ماده ی جالب پیشنهاد شده :
۱) در تولید پنجره های ابر نا رسانا .
۲) به عنوان محافظ برای باتری ها ی خورشید ی .
۳) عایق برای تأسیسات حرارتی .
۴) شیشه ، آینه و همنچنین عدسی های سبک و شفاف ( در دوربین ها و ... ) .
▪ و اما هواژل چگونه ساخته می شود ؟
به طور خیلی مختصر توضیح می دم . حتماً دیدید که اگر یک ماده ی ژل مانند. مانند ژله های خوردنی اگر در محیط بمانند ، پس از مدتی حجمشان کم می شود ؛ (البته منظورم خوردنشون نیست ! ) به علت تبخیر شدن مقدار کمی از آب آن ها .
اما با این روش ( یعنی خشک کردن تدریجی آب آنها ) نمی توان هواژل تهیه کرد ؛ چون همراه با تبخیر شدن آب ساختار ژل به هم می ریزد ، علت این امر نیروی کشش سطحی خیلی زیاد آب است ، پس باید به طریقی آب رو از ساختار ژل خارج نمود بدون اینکه به ساختار آن صدمه ای وارد شود .
خوب این کار رو با افزایش فشار محیط آزمایشگاهی انجام دادند . ساموئل کیستلر ( samuel kistler ) کاشف هواژل ابتدا این ایده به ذهنش رسید ؛ چون فشار های بیشتر از فشار بخار مایع ، باعث می شودتا مایع در فشار بحرانی خود به گاز تبدیل شود.
اما قبل از تبدیل آب فوق بحرانی به گاز ( آب با دمای بیشتر از ۱۰۰ْ و فشار بیشتر از ۱ atm ( آتمسفر ) آب ساختار ژل را ( که در آزمایش کیستلر سیلیسی بود .) در خود حل می کرد .
پس دانشمند قصه ی ما مجبور شد تا آب درون ژل را با یک مایع دیگر تعویض کند ، که مشکلات آب را ( حل کردن سیلس درون خود را در شرایط فوق بحرانی ) نداشته باشد .
به این صورت بود که نخستسن هواژل توسط ساموئل کیستلر ساخته شد .

http://www.mechanicalworld.blogfa.com/post-۷۷.aspx

منبع : مطالب ارسال شده