Avaa päävalikko

Aerogeeli

mikrohuokoinen silikaattivaahto
Kappale aerogeeliä

Aerogeeli on kiinteää mikrohuokoista silikaattivaahtoa, säikeistä piidioksidia (SiO2)n.[1] Aerogeelin keksijänä pidetään Samuel Stephens Kistleriä vuonna 1930.

Aerogeeliä pidetään maailman kevyimpänä aineena ja sitä nimitetään myös kiinteäksi savuksi.[2] Aerogeelin tilavuudesta tyhjää on noin 95–99,98 %.[3][4]

Sisällysluettelo

Aerogeelin ominaisuudetMuokkaa

Mekaaniset ominaisuudetMuokkaa

 
2 grammaa aerogeeliä kannattelemassa 2,5 kg:n painoista tiiltä.

Aerogeeli painaa pienimmillään noin 3 kg/m³.[5] Aine on puristuslujuudeltaan vahvaa, mutta iskunkestävyydeltään ja vetolujuudeltaan heikkoa. Aine vaurioituu joutuessaan kosketuksiin veden kanssa.[1]

LämmöneristyskykyMuokkaa

Aerogeelin lämmöneristyskyky on poikkeuksellisen hyvä. Aineen lämmönjohtavuus on 0,015–0,020 W/(Km) ilmakehän paineessa, mutta eristyskyky paranee alipaineessa. Tyhjiöimällä saadaan lämmönjohtavuudeksi 0,004 W/mK (50 Mbar paineessa).[6] Nykyisin käytettyjen eristeiden lämmönjohtavuus on noin kymmenen kertaa suurempi.

Cambridgen yliopistolla ainetta on käytetty koetalon lämmöneristeenä, jolloin on saatu aikaan ilman varsinaista lämmitysjärjestelmää lämpenevä passiivitalo. Teollista käyttöä hidastaa toistaiseksi aerogeelin kallis hinta.

Optiset ominaisuudetMuokkaa

Aerogeeli on valoa läpäisevää. Aineen valon läpäisysuhde näkyvän valon alueella on 75 %.[1]. Prototyyppinä on valmistettu muun muassa aerogeelitäytteisiä ikkunoita.

Äänitekniset ominaisuudetMuokkaa

Aerogeelissä äänen nopeus on ainoastaan 100 metriä sekunnissa. Vinosti ainepintaan osuva ääniaalto muuttaa jyrkästi suuntaansa, joten periaatteessa aerogeelistä voitaisiin suunnitella ääntä suuntaavia linssejä, tai johtomaisia äänen kuljettimia.[5]

ValmistusMuokkaa

Aerogeeli valmistetaan sooli-geeli-tekniikalla vaahdottamalla sulaa lasimassaa paineilman ja katalyyttisen seosnesteen avulla. Tällöin muodostuu geeliä, jossa on äärimmäisen pieniä ja ohutseinäisiä nestetäytteisiä huokosia. Neste korvataan kaasulla, jonka jälkeen jäljelle jää säikeinen silikaattirakenne. Menetelmä kehitettiin kokeellisena Yhdysvalloissa Stanfordin yliopistossa jo 1930-luvulla.[1][5]

Aerogeeliä valmistetaan levymäisenä ja raemaisena. Levymateriaalin koot ovat toistaiseksi varsin rajoitettuja, alle yhden neliömetrin.[1]

LähteetMuokkaa

ViitteetMuokkaa

  1. a b c d e VTT(1999) s. 18
  2. Tekniikka.info
  3. Thunberg (2007) s. 9
  4. Frederiksen, Tieteen Kuvalehti 14/2002 s. 56-57
  5. a b c Varteva, Tiede 2/2002
  6. IPAC: Aerogel terms

Aiheesta muuallaMuokkaa