Aerogel ဆိုတာဘာလဲ။

Airgel ၏မွေးဖွားမှု

1931 ခုနှစ်တွင် Kistler သည် အရက်အလွန်အကျွံအခြောက်ခံသည့်နည်းပညာကိုအသုံးပြု၍ အခဲနှင့်အရည်ကိုခွဲထုတ်ပြီး ဓာတ်ငွေ့၏ဖွဲ့စည်းပုံကို ကျုံ့သွားကာ ပြိုကျခြင်းမှကာကွယ်ပေးကာ ကမ္ဘာပေါ်ရှိ airgel ကိုဖြစ်ပေါ်စေသည်။

Airgel ၏အဓိပ္ပါယ်
Airgel သည် ပေါ့ပါးသော nano-porous amorphous အစိုင်အခဲပစ္စည်းဖြစ်ပြီး nanometer-scale micro-particles များ တစ်ခုနှင့်တစ်ခု ပေါင်းစပ်ထားသော nanometer-scale porous network တည်ဆောက်ပုံနှင့် network skeleton အတွင်းရှိ gaseous dispersion media အများအပြားဖြင့် ပြည့်နှက်နေသည်။

Aerogels များသည် လုပ်ငန်းဆောင်တာများသာမက အရာဝတ္ထုအသစ်တစ်ခုလည်းဖြစ်သည်။ airgel state သည် ဂုဏ်သတ္တိများစွာရှိ အခြားအရာများ၏ အခြေအနေများနှင့် ကွဲပြားပါသည်။ ၎င်းသည် အစိုင်အခဲရုပ်ပုံသဏ္ဍာန်ကဲ့သို့ ပုံသေအရွယ်အစားနှင့် ပုံသဏ္ဍာန်ရှိသော်လည်း ၎င်း၏ထင်ရှားသောသိပ်သည်းဆသည် အများဆုံး 1 g/cm³ မှ 0.001 g/cm³ (လေ၏သိပ်သည်းဆထက်နည်းသည်)၊ တစ်ချိန်တည်းမှာပင်၊ ၎င်းတွင် အဏုကြည့်မှန်ပြောင်း (နာနိုစကေးအရိုးစု)၊ မက်ခရိုစကုပ် (condensed matter) နှင့် mesoscopic (multi-level and fractal structure) တို့၏ ဂုဏ်သတ္တိများ ပါ၀င်ပြီး aerogels များသည် ထူးခြားသောဂုဏ်သတ္တိများစွာကို ပိုင်ဆိုင်စေသည်။ အလွန်နိမ့်သောအပူစီးကူးမှု၊ ပျော့ပျောင်းမှုအလွန်နည်းသော၊ အလွန်နိမ့်သော phonon နှုန်း၊ အလွန်နိမ့်သောအလင်းယပ်ညွှန်းကိန်း၊ အနိမ့် dielectric ကိန်းသေ၊ အသံ၏အမြန်နှုန်းအလွန်နိမ့်၊ မြင့်မားသောတိကျသောမျက်နှာပြင်ဧရိယာ၊ အလွန်ကျယ်ပြန့်သောသိပ်သည်းဆနှင့် အလင်းယပ်ညွှန်းကိန်းဖြန့်ဖြူးမှုစသည်တို့ကိုပြသထားသည်။

Aerogels အမျိုးအစားခွဲခြားခြင်း။
ပစ္စည်းစနစ်အားလုံးနီးပါးကို လွှမ်းခြုံထားသော aerogels အများအပြားရှိသည်။ ယေဘူယျအားဖြင့်၊ ဓာတုဖွဲ့စည်းမှုအရ၊ ၎င်းတို့အား အော်ဂဲနစ် aerogels၊ inorganic aerogels နှင့် composite aerogels စသည်တို့အဖြစ် ခွဲခြားနိုင်သည်။ Aerogels များကို ၎င်းတို့၏ အဓိက အစိတ်အပိုင်းများအလိုက် ဆီလီကွန်၊ ကာဗွန်၊ ဆာလဖာ၊ သတ္တုအောက်ဆိုဒ်နှင့် သတ္တုစနစ်များအဖြစ် ခွဲခြားနိုင်သည်။

Aerogels ၏ အဆင့်အတန်းနှင့် အခန်းကဏ္ဍ
Aerogels များသည် ကမ္ဘာကြီးကို ပြောင်းလဲစေသည်ဟု သိပ္ပံပညာရှင်များက ဆိုသည်။

Airgel သည် US ဂျာနယ် Science ၏ 10th ထုတ်ဝေမှုတွင် ထိပ်တန်း သိပ္ပံနှင့် နည်းပညာဆိုင်ရာ ပြဿနာများအနက်မှ တစ်ခုအဖြစ် စာရင်းဝင်ခဲ့သည်။ ၂၀၀၇ ခုနှစ် ဩဂုတ်လ 250 ရက်နေ့တွင် The Times တွင် လေဂျယ်သည် ကမ္ဘာပေါ်တွင် အပေါ့ပါးဆုံးသော အစိုင်အခဲဖြစ်ပြီး ပေါက်ကွဲအား 20 ကီလိုဂရမ်ရှိသော ဒိုင်းနမိုက်ကို ခံနိုင်ရည်ရှိပြီး 2007 ဒီဂရီ စင်တီဂရိတ်အထက် လေမှုတ်စက်၏ အပူမှ ကင်းဝေးစေကြောင်း ဖော်ပြခဲ့သည်။ သိပ္ပံပညာရှင်များသည် စူပါလျှပ်ကာ အာကာသဝတ်စုံများမှ စူပါကာပါစီတာအထိ တင်းနစ်ရက်ကက်များ၏ မျိုးဆက်သစ်များအထိ ဓာတ်ကူပစ္စည်းများအထိ အရာတိုင်းတွင် လေဂျယ်လ်အသုံးပြုမှုကို စူးစမ်းရှာဖွေနေပါသည်။ Airgel သည် 1 ခုနှစ်များမှ phenolic resin ၊ 1300s မှ carbon fiber နှင့် 1930s မှ silicone ကဲ့သို့သော ဒဏ္ဍာရီဆန်ဆန်ပစ္စည်းများကို အပြိုင်ပြုလုပ်ရန် ကတိပြုပါသည်။

Airgel သည် ကမ္ဘာ့အပေါ့ပါးဆုံး အခဲအဖြစ် ဂင်းနစ်ကမ္ဘာ့စံချိန်မှတ်တမ်းတွင် အကြိမ်ပေါင်းများစွာ စာရင်းသွင်းခဲ့သည်။ Airgel သည် အလွန်နိမ့်သောအပူစီးကူးမှုနှင့် အလင်းယပ်ညွှန်းကိန်းရှိပြီး အကောင်းဆုံးဖန်မျှင်များထက် 39 ဆ ပို insulation ရှိသည်။ Airgel သည် ရုရှား Mir အာကာသစခန်းနှင့် US Mars Pathfinder Rover တို့ကို အပူဒဏ်ခံရန်အတွက် အသုံးပြုထားပြီး အာကာသလုပ်ငန်းတွင် အရေးပါသော အခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်နေပြီဖြစ်သည်။

Airgel ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုသမိုင်း
1931 ခုနှစ်တွင် အမေရိကန်၊ Stanford တက္ကသိုလ်မှ Kistler မှ Aerogels များကို ပထမဆုံး ပြင်ဆင်ခဲ့သည်။
1985 ခုနှစ်တွင် ISA ဟုလူသိများသော aerogels ဆိုင်ရာပထမဆုံးစာတမ်းဖတ်ပွဲကိုဂျာမနီနိုင်ငံ Würzburg တက္ကသိုလ်ရှိရူပဗေဒသိပ္ပံမှစီစဉ်ခဲ့သည်။
၁၉၉၃ ခုနှစ်တွင် အာကာသဝတ်စုံများ၊ အာကာသယာဉ်များနှင့် အာကာသလွန်းပျံယာဉ်များကို အကာအကွယ်ပေးရန် aerogels ကို အသုံးပြုခဲ့သည်။
2002 ခုနှစ်တွင် နာဆာကုမ္ပဏီ Aspen Aerogel ကို တီထွင်ထုတ်လုပ်ရန် တည်ထောင်ခဲ့သည်။
2004 ခုနှစ်တွင် ပြည်တွင်းတရုတ်သုတေသနအင်စတီကျုမှပြုလုပ်သော airgel သုတေသန။
2006 ခုနှစ်တွင် တရုတ်နိုင်ငံရှိ ပြည်တွင်းလေဂျယ်ကုမ္ပဏီများသည် aerogels ကို စတင်တီထွင်ခဲ့သည်။
2017 ခုနှစ်တွင် တရုတ်နိုင်ငံမှ အတည်ပြုပြဋ္ဌာန်းခဲ့သော GB/T 34336-201၊ Nonporous Airgel Composite လျှပ်ကာပစ္စည်းများ
2021 ခုနှစ်တွင် နိုင်ငံတော်ကောင်စီသည် ကာဗွန်ဖိုက်ဘာ၊ အေရိုဂျယ်၊ အထူးသံမဏိနှင့် အခြားအခြေခံပစ္စည်းများ၏ သုတေသနနှင့် ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုကို အရှိန်မြှင့်လုပ်ဆောင်ရန် 2023 ခုနှစ်တွင် "ကာဗွန်အထွတ်အထိပ်သို့ရောက်ရှိခြင်းဆိုင်ရာ လုပ်ငန်းစီမံချက်" ကို ထုတ်ပြန်ခဲ့သည်။

Aerogels ၏အဓိကဂုဏ်သတ္တိများ
(၁) အလင်းလွန်ကဲခြင်း။ Airgel သည် ကမ္ဘာ့သိပ်သည်းမှုအနည်းဆုံး အစိုင်အခဲဖြစ်ပြီး၊ လေထုထုထည်၏ ခြောက်ပုံတစ်ပုံ အနည်းဆုံးသိပ်သည်းဆရှိသည်။ သိပ်သည်းဆကွဲလွဲမှုအကွာအဝေးသည် ယေဘုယျအားဖြင့် 1~0.001g/cm³ ဖြစ်သည်။

(2) မြင့်မားသော porosity နှင့်မြင့်မားသောတိကျသောမျက်နှာပြင်ဧရိယာ။ porosity သည် 80% ~ 99.9% ၊ အတိအကျ မျက်နှာပြင်ဧရိယာ 200 ~ 1000m2/g ဖြစ်ပြီး ချွေးပေါက်များ၏ ပုံမှန်အရွယ်အစားမှာ 1 ~ 100nm ဖြစ်သည်။

(၃) အထူးအပူခံကာ aerogel ၏ပါးလွှာသော nano-network တည်ဆောက်ပုံသည် ဒေသတွင်းအပူလှုံ့ဆော်မှုပျံ့နှံ့မှုကို ထိရောက်စွာကန့်သတ်ထားပြီး ၎င်း၏အစိုင်အခဲ-အခြေအနေအပူစီးကူးမှုမှာ သက်ဆိုင်ရာဖန်ထည်ပစ္စည်းများထက် ပြင်းအား 3 ~ 2 သာလွန်သည်။

airgel အပူလျှပ်ကာ၏နိယာမ
အပူကူးပြောင်းမှုကို လျှော့ချပါ။− airgel တွင်ရှိသော နာနိုအမှုန်အမွှားအရေအတွက်သည် ကွက်စိပ်အရိုးစုပုံစံဖြစ်ပြီး အပူသည် အကန့်အသတ်မဲ့ nanoparticles အရေအတွက်အတိုင်းသာ စီးဆင်းနိုင်သည်။ အပူစီးဆင်းမှုသည် အကန့်အသတ်မဲ့ nanoparticles အရေအတွက်အတိုင်းသာ လုပ်ဆောင်နိုင်ပြီး အစိုင်အခဲအတွင်း အပူလွှဲပြောင်းခြင်း၏ အဆုံးမရှိနီးပါးလမ်းကြောင်းကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။ အစိုင်အခဲရှိ အပူလွှဲပြောင်းမှုကို ဖြစ်နိုင်သမျှ အနိမ့်ဆုံးအဆင့်သို့ လျှော့ချသည်။

အပူစီးကူးခြင်းကို ဟန့်တားခြင်း - အဲရိုဂျယ်များ၏ ပျမ်းမျှအပေါက်အရွယ်အစားသည် 20-40 nm ဖြစ်ပြီး ၎င်းသည် ပျမ်းမျှ 69 nm ရှိသော ဓာတ်ငွေ့မော်လီကျူးများ၏ လွတ်လပ်စွာအကွာအဝေးထက် သေးငယ်ပြီး အပေါက်များရှိ ဓာတ်ငွေ့မော်လီကျူးများသည် လွတ်လပ်စွာ ရွေ့လျားနိုင်စွမ်း ဆုံးရှုံးသွားသောကြောင့် စီးကူးခြင်းကို နီးပါးမဖြစ်နိုင်အောင် ဖြစ်စေသည်။

အပူရောင်ခြည် လျော့နည်းခြင်း - အဲရိုဂျယ်များရှိ နာနိုအမှုန်များဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသော အပေါက်နံရံများသည် အနီအောက်ရောင်ခြည်ဒိုင်းများဖြစ်ပြီး၊ အဆုံးမရှိသောဒိုင်းအရေအတွက်သည် အပူရောင်ခြည်ကို သိသိသာသာ လျော့နည်းစေသည်။

(၄) ဓာတ်ပြုခြင်း။ သေးငယ်သောအမှုန်အမွှားအရွယ်အစား၊ မြင့်မားသောတိကျသောမျက်နှာပြင်ဧရိယာနှင့် airgel ၏သိပ်သည်းဆနည်းခြင်းသည် airgel ဓာတ်ကူပစ္စည်းများ၏လုပ်ဆောင်ချက်နှင့်ရွေးချယ်နိုင်မှုအား သမားရိုးကျဓာတ်ကူပစ္စည်းများထက်ပိုမိုမြင့်မားစေပြီး တက်ကြွသောအစိတ်အပိုင်းများသည် သယ်ဆောင်သူတွင်အလွန်ညီညီစွာပြန့်ကျဲနိုင်ပြီး ဘေးထွက်တုံ့ပြန်မှုများဖြစ်ပေါ်ခြင်းကို ထိထိရောက်ရောက်လျှော့ချပေးနိုင်သည့် အထူးကောင်းမွန်သော အပူတည်ငြိမ်မှုလည်းရှိသည်။

(၅) အသံ ကာဗာ။ Aerogels ၏ နိမ့်သော အသံအလျင်၏ ဂုဏ်သတ္တိများက ၎င်းတို့အား အသံနှောင့်နှေးခြင်း သို့မဟုတ် အပူချိန်မြင့်မားသော အသံ insulation အတွက် စံပြပစ္စည်းတစ်ခု ဖြစ်စေသည်။ airgel ၏ acoustic impedance ၏ ပြောင်းလဲနိုင်သော အကွာအဝေးသည် ကြီးမားသော [5 ~ 103kg/(㎡-s)] ဖြစ်ပြီး၊ ၎င်းသည် ultrasonic detectors များအတွက် ပိုမိုသင့်လျော်သော acoustic resistance coupling material ဖြစ်သည်။ ultrasonic generator နှင့် detectors များအတွက်အသုံးပြုသော piezoelectric ကြွေထည်များ၏ acoustic resistance သည် 107×1.5kg/(㎡-s) ဖြစ်ပြီး လေ၏ acoustic resistance သည် 107kg/(㎡-s) သာဖြစ်သည်။ 400/1 လှိုင်းအလျားနှင့် အထူ 4g/cm³ ခန့်ရှိသော ဆီလီကွန်လေဂျယ်ကို အသုံးပြုခြင်းဖြင့် ပီဇိုအီလက်ထရွန်းနစ်ကြွေထည်ပစ္စည်းများနှင့် လေကြားရှိ acoustic resistance coupling material သည် အသံပြင်းထန်မှုကို 0.3dB တိုးမြင့်စေပြီး အသံပိုင်းဆိုင်ရာလှိုင်းများ၏ ထုတ်လွှင့်မှုစွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ကာ ကိရိယာအသုံးပြုမှုတွင် signal-to-noise အချိုးကို လျှော့ချနိုင်သောကြောင့်ဖြစ်သည်။

(၆) Filtration စွမ်းဆောင်ရည်။ Nanostructured aerogels များကို အလွန်ထိရောက်သော ဓာတ်ငွေ့ filtration material အမျိုးအစားအသစ်အဖြစ်လည်း အသုံးပြုနိုင်ပါသည်။ ၎င်း၏ထူးခြားကောင်းမွန်သော မျက်နှာပြင်ဧရိယာကြောင့် Aerogels များကို သိပ္ပံပညာရှင်များက "စူပါရေမြှုပ်များ" အဖြစ် ရည်ညွှန်းပြီး ရေတွင် ညစ်ညမ်းစေသော ခဲနှင့် ပြဒါးများကို စုပ်ထုတ်ကာ ရေမှ ခဲနှင့် ပြဒါးများကို စုပ်ယူကာ ၎င်းတို့အား ဂေဟဗေဒဆိုင်ရာ ဘေးအန္တရာယ်များကို ကိုင်တွယ်ဖြေရှင်းရာတွင် အကောင်းဆုံးသော ပစ္စည်းတစ်ခုဖြစ်စေသည်။

(၇) Optical ဂုဏ်သတ္တိများ။ သန့်စင်သော SiO₂ လေဂျယ်သည် ဖောက်ထွင်းမြင်ရပြီး အရောင်ကင်းစင်ပြီး ၎င်း၏အလင်းယိုင်မှုညွှန်းကိန်း (7~1.006) သည် လေနှင့် အလွန်နီးကပ်နေသောကြောင့် SiO₂ လေဂျယ်သည် အလင်းပြန်မှုဆုံးရှုံးလုနီးပါးဖြစ်ပြီး နေရောင်ခြည်ကို ထိထိရောက်ရောက် ပေးပို့နိုင်သည်။ ထို့ကြောင့် ၎င်းကို insulation နှင့် noise reduction glass ပြုလုပ်ရန် အသုံးပြုနိုင်သည်။

အသေးစိတ်အချက်အလက်များ သို့မဟုတ် နည်းပညာဆိုင်ရာရက်စွဲစာရွက်နှင့် ပစ္စည်းဘေးကင်းရေးဒေတာစာရွက်အတွက် [email protected] အီးမေးလ်မှတစ်ဆင့် ကျွန်ုပ်တို့ထံ ဆက်သွယ်ပါ သို့မဟုတ် +86-28-8411-1861 သို့ ဖုန်းခေါ်ဆိုပါ။

အချို့သော ဓါတ်ပုံများနှင့် စာသားများကို အင်တာနက်မှ ပြန်လည်ကူးယူထားပြီး မူပိုင်ခွင့်သည် မူရင်းစာရေးသူမှ သက်ဆိုင်ပါသည်။ ချိုးဖောက်မှုတစ်စုံတစ်ရာရှိပါက ဖျက်ရန် ကျွန်ုပ်တို့ထံ ဆက်သွယ်ပါ။