Aerojel Nedir?
Milyonlarca ufak delikten oluşan yüzeyi ile süngeri andıran içerisindeki sıvının hava ile yer değiştirmesiyle oluşan katı maddeye aerojel denir. İlk aerojeller Steven S. Kistler tarafından 1931 yılında elde edilmiştir. Elde edilen bu aerojeller günümüzdeki aerojeller ile benzerlik göstermektedir. Mekanik özelliklerinin iyi olması onu çeşitli alanlarda vazgeçilmez bir malzeme haline getirmiştir.
Aerojeller Hangi Maddelerden Elde Edilir?
Aerojeller değişik maddelerden elde edilebilmektedir. Bunlar şu şekilde sıralanabilir:
- Silika
- Metal oksit geçişlerinin çoğu (örneğin demir oksit)
- Lantanit ve aktinit metal oksitler
- Birkaç ana grup metal oksitler (örneğin kalay oksit)
- Organik polimerler
- Biyolojik polimerler
- Yarı iletken nano yapılar
- Karbon
- Metaller (bakır ve altın gibi)
Aerojeller Nasıl Üretilir?
Aerojeller sol-jel tekniği kullanılarak elde edilirler. Sol- jel prosesi 4 basamaktan oluşur. Bu basamaklar şu şkilde açıklanabilir:
1. Hidroliz
2. Kondensasyon ve partikül oluşumu için monomerlerin polimerizasyonu
3. Partiküllerin büyümesi
4. Jel oluşumu
Sol – jel prosesinin ilk aşaması çıkış maddelerinin homojen çözeltilerinin hazırlanmasıdır. Başlangıç maddesi olarak genellikle inorganik metal tuzları, metalalkoksitler, alkoksisilanlar gibi bileşikler kullanılır. Daha sonra elde edilen bu çözeltiye hazırlamak, b) gerekli maddeler ilave edilerek çözelti sol durumuna getirilir. Bu işlemden sonra karışımın jel durumuna geçirilmesi sağlanarak son işlem olan jelin uygun işlemlerden geçirilerek istenen malzemeye ulaşılması sağlanır.
Sol- jel prosesinin avantajları:
- Elde edilen toz boyutu mikronun altındadır.
- Çevre kirliliğine neden olmaz.
- Kimyasal prosesi kontrol etmek kolaydır.
- Proses için düşük sıcaklıklar yeterli olmaktadır
- Yüksek saflık ve stokiometri elde edilebilir.
- işleme veya eritmeye ihtiyaç duyulmadan kompleks yapılar elde etmek mümkündür.
Sol- jel prosesinin dezavantajları:
- Sol- jel prosesi esnasında büzülme miktarı oldukça yüksektir.
- İşlem zamanı uzundur.
- Elde edilen tozların maliyetleri yüksektir.
- Yapıda ince gözenekler yer alabilir.
- Neme duyarlı bir prosestir.
Aerojellerin Kullanım Alanları Nelerdir?
- Termal yalıtım ve akustik yalıtımda
- Yakıt Hücrelerinde
- Otomobil ve uzay araçlarında
- Işık geçirgenliği nedeniyle pencere gibi yapı bileşenlerinde
- Boyalarda yalıtıcı, yoğunlaştırıcı ve emici olarak
- Çeşitli süs eşyalarının yapımında
- Kimyasal sensörler ve optik sesnsörlerde
- Seramik fiberlerde
- Resimleme tekniklerinde kullanılmaktadır.
Mühendislik kategorisindeki diğer içeriklerimizi de okumanızı tavsiye ederiz!
