එයාර්ජෙල් යනු කුමක්ද?

එයාර්ජෙල් හි උපත

1931 දී, කිස්ට්ලර් මධ්‍යසාර සුපිරි ක්‍රිටිකල් වියළන තාක්ෂණයක් භාවිතා කරමින් ඝන ද්‍රව්‍යයෙන් ද්‍රවය වෙන් කළ අතර වායුවේ ව්‍යුහය හැකිලීමෙන් හා කඩා වැටීමෙන් වළක්වා ගත් අතර එමඟින් ලෝකයේ එයාර්ජෙල් ඇති විය.

Aerogel අර්ථ දැක්වීම
එයාර්ජෙල් යනු නැනෝමීටර පරිමාණයේ ක්ෂුද්‍ර අංශු එකිනෙක එකතු වී නැනෝමීටර පරිමාණයේ සිදුරු සහිත ජාල ව්‍යුහයක් සාදනු ලබන සහ ජාල ඇටසැකිල්ලේ වායුමය විසරණ මාධ්‍ය විශාල සංඛ්‍යාවකින් පුරවා ඇති සැහැල්ලු නැනෝ-සිදුරු සහිත අස්ඵටික ඝන ද්‍රව්‍යයකි.

එයාර්ජෙල් යනු ක්‍රියාකාරී ද්‍රව්‍යයක් පමණක් නොව, පදාර්ථයේ නව තත්වයක් ද වේ. එයාර්ජෙල් තත්වය බොහෝ ගුණාංගවලින් පදාර්ථයේ අනෙකුත් තත්වයන්ට වඩා මූලික වශයෙන් වෙනස් වේ. එයට ඝන ද්‍රව්‍ය මෙන් ස්ථාවර ප්‍රමාණයක් සහ හැඩයක් ඇත, නමුත් එහි දෘශ්‍ය ඝනත්වය උපරිම වශයෙන් 1 g/cm³ සිට 0.001 g/cm³ දක්වා විහිදේ (වාතයේ ඝනත්වයට වඩා අඩු); ඒ සමඟම, එය ස්පොන්ජියක් වැනි සිදුරු සහිත ව්‍යුහයක් ඇති අතර, අන්වීක්ෂීය (නැනෝ-පරිමාණ ඇටසැකිල්ල), සාර්ව (ඝනීභවනය වූ පදාර්ථ) සහ මෙසොස්කොපික් (බහු-මට්ටමේ සහ ඛණ්ඩන ව්‍යුහය) ලක්ෂණ බහු ගුණාංග ඇති අතර, එයාර්ජෙල් බොහෝ අද්විතීය ගුණාංග ඇති කරයි. එය ඉතා අඩු තාප සන්නායකතාවක්, ඉතා අඩු ප්‍රත්‍යාස්ථතා මාපාංකය, ඉතා අඩු ෆෝනෝන් අනුපාතය, ඉතා අඩු වර්තන දර්ශකය, අඩු පාර විද්‍යුත් නියතය, ඉතා අඩු ශබ්දයේ වේගය, ඉහළ නිශ්චිත මතුපිට ප්‍රදේශය, ඉතා පුළුල් ඝනත්වය සහ වර්තන දර්ශක ව්‍යාප්තිය යනාදිය ප්‍රදර්ශනය කරයි.

එයරොජෙල් වර්ගීකරණය
ද්‍රව්‍ය පද්ධති සියල්ලම පාහේ ආවරණය වන පරිදි පුළුල් පරාසයක වායුගෝල ඇත. සාමාන්‍යයෙන් රසායනික සංයුතිය අනුව ඒවා කාබනික වායුගෝල, අකාබනික වායුගෝල සහ සංයුක්ත වායුගෝල ආදී වශයෙන් බෙදිය හැකිය. ඒවායේ ප්‍රධාන සංරචක අනුව සිලිකන්, කාබන්, සල්ෆර්, ලෝහ ඔක්සයිඩ් සහ ලෝහ පද්ධති ලෙසද වර්ගීකරණය කළ හැකිය.

එයාර්ජෙල් වල තත්ත්වය සහ කාර්යභාරය
විද්‍යාඥයින් පවසන්නේ එයාර්ජෙල් ලෝකය වෙනස් කරන බවයි.

ඇමරිකානු සයන්ස් සඟරාවේ 10 වන කලාපයේ උණුසුම් විද්‍යා හා තාක්ෂණ ගැටළු 250 න් එකක් ලෙස එයාර්ජෙල් ලැයිස්තුගත කර ඇත. 20 අගෝස්තු 2007 වන දින ද ටයිම්ස් වාර්තා කළේ එයාර්ජෙල් යනු ඩයිනමයිට් කිලෝග්‍රෑම් 1 ක පුපුරන සුලු බලයට ඔරොත්තු දිය හැකි සහ 1300°C ට වැඩි පිඹින පන්දමක තාපයෙන් ඔබව ආරක්ෂා කළ හැකි ලොව සැහැල්ලුම ඝන ද්‍රව්‍ය බවයි. සුපිරි පරිවරණය කරන ලද අභ්‍යවකාශ ඇඳුම් කට්ටලවල සිට සුපිරි ධාරිත්‍රක දක්වා සහ උත්ප්‍රේරක දක්වා සහ ඊළඟ පරම්පරාවේ ටෙනිස් ජාවාරම් දක්වා සෑම දෙයකම එයාර්ජෙල් භාවිතය විද්‍යාඥයින් ගවේෂණය කරමින් සිටී. 1930 ගණන්වල ෆීනෝලික් දුම්මල, 1980 ගණන්වල කාබන් ෆයිබර් සහ 1990 ගණන්වල සිලිකොන් වැනි පුරාවෘත්තීය ද්‍රව්‍ය පරම්පරා සමඟ තරඟ කිරීමට එයාර්ජෙල් පොරොන්දු වේ.

ලොව සැහැල්ලුම ඝන ද්‍රව්‍යය ලෙස එයාර්ජෙල් කිහිප වතාවක් ගිනස් ලෝක වාර්තා පොතේ ලැයිස්තුගත කර ඇත. එයාර්ජෙල් ඉතා අඩු තාප සන්නායකතාවක් සහ වර්තන දර්ශකයක් ද ඇති අතර හොඳම වීදුරු තන්තු වලට වඩා 39 ගුණයකින් වැඩි පරිවාරක වේ. රුසියානු මිර් අභ්‍යවකාශ මධ්‍යස්ථානය සහ එක්සත් ජනපද මාර්ස් පාත්ෆයින්ඩර් රෝවරය තාප පරිවරණය කිරීම සඳහා එයාර්ජෙල් භාවිතා කර ඇති අතර, දැනටමත් අභ්‍යවකාශ කර්මාන්තයේ වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කර ඇත.

එයාර්ජෙල් සංවර්ධනයේ ඉතිහාසය
1931 දී, ඇමරිකා එක්සත් ජනපදයේ ස්ටැන්ෆර්ඩ් විශ්ව විද්‍යාලයේ කිස්ට්ලර් විසින් ප්‍රථම වරට එයාර්ජෙල් සකස් කරන ලදී.
1985 දී, ජර්මනියේ වර්ස්බර්ග් විශ්ව විද්‍යාලයේ භෞතික විද්‍යා ආයතනය විසින් ISA ලෙස හැඳින්වෙන එයාර්ජෙල් පිළිබඳ පළමු සම්මන්ත්‍රණය සංවිධානය කරන ලදී.
1993 දී, අභ්‍යවකාශ ඇඳුම්, අභ්‍යවකාශ යානා සහ අභ්‍යවකාශ ෂටල පරිවරණය කිරීමට එයාර්ජෙල් භාවිතා කරන ලදී.
2002 දී, නාසා සමාගමක් වන ඇස්පන් එයාර්ගල්, එයාර්ජෙල් සංවර්ධනය කිරීම සහ නිෂ්පාදනය කිරීම සඳහා පිහිටුවන ලදී.
2004, දේශීය චීන පර්යේෂණ ආයතන විසින් සිදු කරන ලද එයාර්ජෙල් පර්යේෂණ.
2006 දී, චීනයේ දේශීය එයාර්ජෙල් සමාගම් එයාර්ජෙල් සංවර්ධනය කිරීම ආරම්භ කළහ.
2017, චීනය ප්‍රකාශයට පත් කරන ලදී, GB/T 34336-201, සිදුරු රහිත එයාර්ජෙල් සංයුක්ත පරිවාරක නිෂ්පාදන
2021 දී, රාජ්‍ය කවුන්සිලය කාබන් ෆයිබර්, එයාර්ජෙල්, විශේෂ වානේ සහ අනෙකුත් මූලික ද්‍රව්‍ය පිළිබඳ පර්යේෂණ සහ සංවර්ධනය වේගවත් කිරීම පිළිබඳ “2023 වන විට කාබන් උපරිමයට ළඟා වීම සඳහා ක්‍රියාකාරී සැලැස්ම” නිකුත් කළේය.

Aerogel වල ප්‍රධාන ගුණාංග
(1) අතිශය සැහැල්ලුයි. එයාර්ජෙල් යනු ලොව අඩුම ඝනත්වයකින් යුත් ඝන ද්‍රව්‍යය වන අතර එහි අවම ඝනත්වය වාතයේ ස්කන්ධයෙන් හයෙන් එකක් වේ. ඝනත්ව විචලනයේ පරාසය සාමාන්‍යයෙන් 0.001~1g/cm³ වේ.

(2) ඉහළ සිදුරු සහිත බව සහ ඉහළ නිශ්චිත මතුපිට ප්‍රදේශය. සිදුරු සහිත බව 80%~99.9%, නිශ්චිත මතුපිට ප්‍රදේශය 200~1000m2/g වන අතර, සිදුරු වල සාමාන්‍ය ප්‍රමාණය 1~100nm වේ.

(3) සුපිරි තාප පරිවරණය. එයාර්ජෙල් හි සිහින් නැනෝ-ජාල ව්‍යුහය දේශීය තාප උද්දීපනය ප්‍රචාරණය කිරීම ඵලදායී ලෙස සීමා කරන අතර, එහි ඝන-තත්ව තාප සන්නායකතාවය අනුරූප වීදුරු ද්‍රව්‍යයට වඩා විශාලත්වයෙන් 2~3 කින් අඩුය.

එයාර්ජෙල් තාප පරිවාරක මූලධර්මය
තාප හුවමාරුව අඩු වීම: එයාර්ජෙල් හි ඇති අනන්ත නැනෝ අංශු සංඛ්‍යාව දැල් ඇටසැකිල්ලක් සාදයි, තාපයට ගලා යා හැක්කේ අනන්ත නැනෝ අංශු සංඛ්‍යාවක් දිගේ පමණි. තාප ප්‍රවාහය සිදු කළ හැක්කේ අනන්ත නැනෝ අංශු සංඛ්‍යාවක් දිගේ පමණක් වන අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ඝන ද්‍රව්‍යයේ තාප හුවමාරුවේ අසීමිත මාර්ගයක් ඇති වේ. ඝන ද්‍රව්‍යයේ තාප හුවමාරුව හැකි අවම මට්ටමට අඩු වේ.

තාප සංවහනය නිෂේධනය කිරීම : එයරොජෙල් වල සාමාන්‍ය සිදුරු ප්‍රමාණය 20-40 nm වන අතර එය සාමාන්‍ය නිදහස් පරාසය වන 69 nm වායු අණු වලට වඩා කුඩා වන අතර සිදුරු වල ඇති වායු අණු නිදහසේ චලනය වීමේ හැකියාව නැති කර ගන්නා අතර එමඟින් සංවහනය පාහේ කළ නොහැක්කකි.

අඩු කරන ලද තාප විකිරණය : එයාර්ජෙල් වල නැනෝ අංශු මගින් සාදන ලද සිදුරු බිත්ති අධෝරක්ත පලිහ වන අතර, අනන්ත පලිහ ගණන තාප විකිරණය බෙහෙවින් අඩු කරයි.

(4) උත්ප්‍රේරණය. කුඩා අංශු ප්‍රමාණය, ඉහළ නිශ්චිත පෘෂ්ඨ වර්ගඵලය සහ අඩු ඝනත්වය එයාර්ජෙල් උත්ප්‍රේරකවල ක්‍රියාකාරිත්වය සහ තේරීම සාම්ප්‍රදායික උත්ප්‍රේරකවලට වඩා බෙහෙවින් වැඩි කරයි, සහ ක්‍රියාකාරී සංරචක වාහකය තුළ ඉතා ඒකාකාරව විසුරුවා හැරිය හැකි අතර, එය විශිෂ්ට තාප ස්ථායිතාවයක් ද ඇති අතර, එමඟින් අතුරු ප්‍රතික්‍රියා ඇතිවීම ඵලදායී ලෙස අඩු කළ හැකිය.

(5) ශබ්ද පරිවරණය. එයාර්ජෙල් වල අඩු ශබ්ද ප්‍රවේග ගුණාංග ඒවා ධ්වනි ප්‍රමාදය හෝ ඉහළ උෂ්ණත්ව ශබ්ද පරිවරණය සඳහා කදිම ද්‍රව්‍යයක් බවට පත් කරයි. එයාර්ජෙල් වල ධ්වනි සම්බාධනයේ විචල්‍ය පරාසය විශාලයි [103 ~ 107kg/(㎡-s)], එය අතිධ්වනි අනාවරක සඳහා වඩාත් කදිම ධ්වනි ප්‍රතිරෝධක සම්බන්ධක ද්‍රව්‍යයකි. අතිධ්වනි උත්පාදක යන්ත්‍ර සහ අනාවරක සඳහා භාවිතා කරන පීසෝ ඉලෙක්ට්‍රික් සෙරමික් වල ධ්වනි ප්‍රතිරෝධය 1.5×107kg/(㎡-s) වන අතර වාතයේ ධ්වනි ප්‍රතිරෝධය 400kg/(㎡-s) පමණි. පීසෝ ඉලෙක්ට්‍රික් සෙරමික් සහ වාතය අතර ධ්වනි ප්‍රතිරෝධක සම්බන්ධක ද්‍රව්‍යයක් ලෙස 1/4 තරංග ආයාමයක ඝනකමක් සහ 0.3g/cm³ පමණ ඝනත්වයක් සහිත සිලිකන් එයාර්ජෙල් භාවිතා කිරීමෙන් ශබ්ද තීව්‍රතාවය 30dB කින් වැඩි කළ හැකි අතර, ධ්වනි තරංගවල සම්ප්‍රේෂණ කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කළ හැකි අතර උපාංග යෙදුම්වල සංඥා-ශබ්ද අනුපාතය අඩු කළ හැකිය.

(6) පෙරීමේ කාර්ය සාධනය. නැනෝ ව්‍යුහගත එයාර්ජෙල් නව ආකාරයේ ඉතා කාර්යක්ෂම වායු පෙරීමේ ද්‍රව්‍යයක් ලෙසද භාවිතා කළ හැකිය. එහි සුවිශේෂී ලෙස විශාල නිශ්චිත මතුපිට ප්‍රදේශය නිසා, විද්‍යාඥයින් විසින් එයාර්ජෙල් "සුපිරි ස්පොන්ජ්" ලෙස හඳුන්වන අතර ජලයේ ඇති දූෂක අවශෝෂණය කර ගැනීමට, ජලයෙන් ඊයම් සහ රසදිය උරා ගැනීමට කදිම වන අතර එමඟින් පාරිසරික විපත් සමඟ කටයුතු කිරීම සඳහා විශිෂ්ට ද්‍රව්‍යයක් බවට පත් වේ.

(7) දෘශ්‍ය ගුණාංග. පිරිසිදු SiO₂ එයාර්ජෙල් විනිවිද පෙනෙන සහ අවර්ණ වන අතර, එහි වර්තන දර්ශකය (1.006~1.06) වාතයට ඉතා ආසන්න වේ, එයින් අදහස් වන්නේ SiO₂ එයාර්ජෙල් වලට ආලෝකයට පරාවර්තන අලාභයක් නොමැති බවත් එය ඵලදායී ලෙස හිරු එළිය සම්ප්‍රේෂණය කළ හැකි බවත්ය. එබැවින්, එය පරිවරණය සහ ශබ්දය අඩු කිරීමේ වීදුරු සෑදීමට භාවිතා කළ හැකිය.

වැඩිදුර තොරතුරු හෝ තාක්ෂණික දින පත්‍රිකාව සහ ද්‍රව්‍ය ආරක්ෂණ දත්ත පත්‍රිකාව, කරුණාකර විද්‍යුත් තැපෑල හරහා අප හා සම්බන්ධ වන්න: [email protected] , නැතහොත් +86-28-8411-1861 හි අපට හඬ නඟන්න.

සමහර පින්තූර සහ පෙළ අන්තර්ජාලයෙන් ප්‍රතිනිෂ්පාදනය කර ඇති අතර, ප්‍රකාශන අයිතිය මුල් කතුවරයා සතු වේ. කිසියම් උල්ලංඝනයක් තිබේ නම්, කරුණාකර මකා දැමීමට අප හා සම්බන්ධ වන්න.