shopup.com

ดูบทความAerogel: ของแข็งที่เบาที่สุดในโลก

Aerogel: ของแข็งที่เบาที่สุดในโลก

Aerogel: ของแข็งที่เบาที่สุดในโลก

 

Aerogel ประกอบด้วยอากาศ 99.8% มีความหนาแน่นน้อยกว่าแก้ว 1,000 เท่า ทนความร้อนได้สูง สามารถใช้เป็นฉนวนกันความร้อน สำหรับใช้ในอวกาศ ซึ่งมีความทนทานมากกว่าไฟเบอร์กลาสที่ดีที่สุด 39 เท่า วัสดุพิเศษชนิดนี้ ประดิษฐ์ขึ้นมาตั้งแต่ปี 1930 แต่นาซาเพิ่งมีการนำมาใช้เมื่อไม่นานมานี้ โดยใช้สำหรับดักจับฝุ่นในอวกาศ มีการใช้ Aerogel ในโครงการสำรวจดาวอังคาร ( Mars Pathfinder ) และใช้ดักจับตัวอย่างจากดาวหาง และอนุภาคขนาดเล็กในโครงการ Stardust

แม้ว่าจะมีความหนาแน่นน้อยกว่าแก้วมาก แต่ Aerogel ก็เป็นของแข็งที่มีซิลิกอนเป็นองค์ประกอบเช่นเดียวกัน จะต่างกันก็ตรงที่ Aerogel มีลักษณะที่เป็นอนุภาคขนาดเล็กระดับนาโนเมตร เกาะกันในโครงสร้างที่มีเนื้อพรุน Aerogel มีคุณสมบัติในการนำความร้อน และดัชนีหักเหต่ำ เป็นตัวพาคลื่นเสียงที่ไม่ดี แต่สามารถลดความเร็วและจับอนุภาคฝุ่นที่มีความเร็วสูงได้ดี โดยไม่ทำให้เกิดความร้อน หรือมีผลกระทบต่อตัวโครงสร้าง

อนุภาคจากดาวหาง Wild 2 ที่วิ่งผ่านยานอวกาศ Stardust มีความเร็วเป็น 6 เท่า ของลูกกระสุนปืนไรเฟิล แต่จะค่อยๆหยุดลงเมื่อใช้ Aerogel โดยทำให้เกิดเป็นรอย (tracks) ของอนุภาค อยู่ในเนื้อโครงสร้างของ Aerogel ซึ่งนักวิทยาศาสตร์สามารถนำมาตรวจสอบได้

Aerogel มีส่วนประกอบหลักเป็นซิลิกอน ซึ่งงมักเรียกว่า frozen smoke หรือ blue smoke ประกอบด้วยอากาศ 99.8% จึงมีลักษณะเป็นฟองน้ำเนื้อแข็ง มีความหนาแน่น 3 มิลลิกรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร ทำให้เป็นของแข็งที่เบาที่สุดในโลก

วัสดุชนิดนี้ มีคุณสมบัติน่าสนใจหลายอย่าง จากการที่มีโครงสร้างเป็นรูพรุน ทำให้นำความร้อนได้ต่ำ (ประมาณ 0.017 W / mK ) จึงมีคุณสมบัติในการเป็นฉนวนความร้อนได้ดี มีจุดหลอมเหลว 1,200 ?C

มีการนำ aerogel มาใช้งานหลายประเภท เช่น นาซานำมาใช้สำหรับดักจับอนุภาคฝุ่นในอวกาศ ในโครงการ Stardust ใช้เป็นฉนวนกันความร้อนสำหรับยานสำรวจดาวอังคาร ในท้องตลาด มีการนำ aerogel มาใช้ในรูปแบบเม็ด โดยเติมลงในกระจก เพื่อเพิ่มคุณสมบัติในการเป็นฉนวนความร้อน จากการที่มีโครงสร้างเป็นเนื้อพรุน ทำให้มีพื้นที่ผิวสูงมาก จึงมีการใช้เป็นตัวดูดซับสารเคมี เพื่อทำความสะอาดในกรณีที่มีการหก ของสารเคมี

Aerogel ประดิษฐ์ขึ้นครั้งแรกโดย Steven Kistler ในปี 1931 โดยทำให้ซิลิกาที่อยู่ในรูปเจลค่อยๆแห้ง โดยนักวิทยาศาสตร์จะเริ่มโดยการใช้แอลกอฮอล์ที่เป็นของเหลว เช่น เอทธานอล ผสมกับซิลิกาให้อยู่ในรูปเจล แล้วนำไปผ่านกระบวนการที่เรียกว่า supercritical drying เพื่อให้แอลกอฮอล์ระเหยออกไป ได้รับการบันทึกจาก the Guinness Book of Records ให้เป็นวัสดุที่เป็นของแข็งที่เบาที่สุด เป็นฉนวนที่ดีที่สุด Aerogel สามารถรับน้ำหนักได้ 2,000 เท่าของน้ำหนักตัว โดยไม่เกิดความเสียหาย

ที่มา nst.or.th

17 กุมภาพันธ์ 2559

ผู้ชม 777 ครั้ง

Engine by shopup.com