Artykuły

Tłumaczenie i opracowanie: dr inż. Elżbieta Żelazowska 

Nowoczesne materiały termoizolacyjne powinny być coraz lżejsze, bardziej wytrzymałe chemicznie i mechanicznie a zwłaszcza odporne na działanie ekstremalnych warunków termicznych.

Zespół brytyjskich naukowców reprezentujących Uniwersytet Oksfordzki (University of Oxford) i WAE Technologies Ltd, zastosował metodę elektro-spinningu dla uzyskania superlekkich materiałów w postaci włóknistych aerożeli glinowo-cyrkonowych (AZFA) o tego rodzaju właściwościach. Wyniki badań nad uzyskaniem nowych materiałów zostały opisane w czasopiśmie naukowym „Advanced Composites and Hybrid Materials” (wyd. Springer). Twórcy nowych materiałów podkreślają, że mogą one zrewolucjonizować rozwiązania w zakresie izolacyjności termicznej w wielu zastosowaniach przemysłowych.

Ceramiczne aerożele, takie jak np. monolitowe aerożele krzemionkowe, są dobrze znane jako superlekkie materiały stałe o gęstości rzędu pięciu do dziesięciu wartości gęstości powietrza. Materiały te zyskują szczególną uwagę dzięki korzystnym właściwościom, takim jak duża mikrotwardość i doskonała izolacyjność termiczna. Niestety, pomimo tych zalet, tradycyjne, wysoko porowate aerożele mają też wady w postaci kruchości i pogarszania jakości wskutek degradacji strukturalnej, absorpcji wilgoci, braku wytrzymałości na wysokie temperatury, itp., co praktycznie wyklucza je z wielu potencjalnych zastosowań. W związku z tym, zespół naukowców z Uniwersytetu Oksfordzkiego postanowił pokonać te ograniczenia i uzyskać nowe termoizolacyjne aerożele, które byłyby elastyczne, superlekkie i miały charakter włóknisty. W tym celu naukowcy zastosowali nowatorską technikę określaną jako zol-żel 3D elektro-spinning. To pionierskie podejście umożliwiło formowanie materiałów włóknistych w systemie 3D, w sposób znacznie szybszy i tańszy w porównaniu do większości metod tradycyjnych. Uzyskane wyniki pozwalają wnioskować, że rozwiązanie to może stanowić obiecującą ofertę wytwarzania nowoczesnych materiałów termoizolacyjnych w sposób opłacalny pod wzglądem kosztów produkcji i możliwości stosowania.

Cały artykuł dostępny w nr 4/2023 "Szkła i ceramiki". Zamów już teraz