Tất tần tật về vật liệu Aerogel cách điện – siêu vật liệu của tương lai

Được mệnh danh là siêu vật liệu của tương lai, vật liệu Aerogel cách điện sở hữu rất nhiều ưu điểm. Bài viết dưới đây của Nhựa Sài Gòn sẽ cung cấp đến bạn đọc các thông tin liên quan đến sản phẩm. Vì vậy đừng vội bỏ qua để bổ sung kiến thức cho bản thân nhé!

Aerogel là gì?

Vật liệu Aerogel cách điện là loại gel không lỏng được chế tạo từ gel silica (SiO2) và ancol, do một giáo sư hóa học người Mỹ – Samuel Kistler tìm ra. Theo lý thuyết, loại vật liệu này được tạo ra bằng cách cho rượu bay hơi khỏi gel silica. Thế nhưng thực chất cách tiến hành không chỉ đơn giản như vậy.

Samuel Kistler đã chế tạo vật liệu aerogel trong môi trường có nhiệt độ và áp suất đạt đến điểm tới hạn. Tức là môi trường đó không có sự khác biệt nhiều giữa chất lỏng và chất khí.

Ông giữ nguyên nhiệt độ ở điểm cực hạn, cho áp suất giảm từ từ. Sự thay đổi của áp suất đã làm các phân tử được giải phóng dưới dạng khí và lỏng với mật độ vừa phải. Sau đó, ông tiến hành làm lạnh. Trước công đoạn này, một lượng nhỏ rượu sẽ ngưng tụ thành chất lỏng, sau đó chuyển thành dạng hơi như ban đầu.

Những gì còn sót lại chính là chất rắn bằng silica, nhưng nó không lỏng mà lại chứa đầy không khí. Đó chính là Alcogel, sau khi bị khử rượu, chúng sẽ có tên gọi khác là Aerogel.

Mặc dù thí nghiệm của Samuel Kistler đã tìm ra được siêu vật liệu, thế nhưng cách tiến hành của ông vừa nguy hiểm vừa tốn chi phí. Bởi vậy, sau thời gian dài nghiên cứu, các nhà khoa học đã tìm ra được phương pháp điều chế mới. Đó là sử dụng hợp chất alkoxide và CO2, thay thế cho gel silico, ancol. Với cách sản xuất mới này, Aerogel như được tái sinh và nâng cấp, tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống.

Vật liệu Aerogel cách điện được chia làm những loại nào?

Hiện nay vật liệu aerogel cách điện được chia làm 3 loại phổ biến. Mỗi loại sẽ có những điểm nổi bật riêng. Vậy đó là 3 loại nào?

Aerogel silica

Là vật liệu aerogel phổ biến nhất trong 3 loại. Màu sắc thường thấy của Aerogel silica là màu xanh da trời. Nguyên nhân là do có hiện tượng tán xạ xảy ra khi ánh sáng trắng chiếu vào bản Aerogel. 

Trong ánh sáng trắng bao gồm nhiều màu sắc từ đỏ đến tím. Bởi vậy, khi bị tán xạ, phần lớn những tia sáng có bước sóng ngắn sẽ bị tán xạ mạnh hơn những tia sáng có bước sóng dài. Vì lý do đó, khi nhìn vào aerogel, con người sẽ thấy vật liệu có màu xanh (màu xanh và tím có bước sóng ngắn nhất, tuy nhiên mắt người nhạy cảm với các màu xanh hơn).

Carbon aerogel

Nếu aerogel silica mang đến màu xanh da trời mát mắt thì carbon aerogel lại có màu đen như những hòn than. Ngay cả xúc cảm khi sờ lên vật liệu cũng tương tự than.

Carbon aerogel có độ xốp cao và khả năng dẫn điện đáng kinh ngạc. Bởi đặc điểm này nên sản phẩm được sử dụng nhiều để làm tụ điện, pin và hệ thống khử muối.

Aerogle oxít kim loại

Như cái tên của nó, vật liệu được tạo nên từ oxit kim loại. Chúng được sử dụng trong các phản ứng hóa học với vai trò là chất xúc tác. Bên cạnh đó, sản phẩm còn được ứng dụng trong ngành công nghiệp thuốc nổ, để tạo ra từ tính,…

Aerogle oxít kim loại sở hữu các đặc điểm siêu việt thường thấy ở một aerogel. Tuy nhiên sản phẩm sẽ có tính thẩm mỹ cao, màu sắc bắt mắt hơn.

Đặc điểm ưu việt của vật liệu aerogel cách điện mang lại

Không phải tự nhiên mà vật liệu aerogel cách điện lại được mệnh danh là siêu vật liệu của tương lai. Những tính ưu việt dưới đây của vật liệu sẽ phần nào giúp bạn hiểu rõ hơn về biệt danh này!

Là vật liệu nhẹ nhất thế giới

Với trạng thái “gel không lỏng”, aerogel có kích thước vô cùng nhẹ. Chúng nhẹ đến mức có thể đặt được trên một cánh hoa. Không chỉ có kích thước nhỏ, siêu vật liệu còn thể tích 1 inch khối (khoảng 16,3 ml). Với những đặc điểm trên đã làm xuất hiện một số sự thật thú vị về aerogel:

• Chiếm 90% thể tích của vật liệu là không khí.
• Vật liệu nhẹ hơn thủy tinh gấp 1000 lần. Mặc dù nhẹ như vậy, thế nhưng sản phẩm có thể chịu được vật có trọng lượng gấp 500 đến 4.000 lần trọng lượng của nó.

Khả năng cách điện, chống cháy tốt

Aerogel ghi ấn tượng với người sử dụng bởi khả năng cách điện, chống cháy đáng kinh ngạc. Chưa hết, chúng còn có khả năng cho không khí xuyên qua, có thể thấm dầu và nước.

Đặc biệt hơn, aerogel vừa đóng vai trò là một chất cách điện, vừa là dây dẫn điện. 

Là “mẹ đẻ” của nhiều sản phẩm tiên tiến

Với những tính năng siêu việt đã kể trên, sản phẩm được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực. Mà các sản phẩm tạo ra từ aerogel cũng rất hiện đại, điển hình như:

• Các thiết bị cách điện trong tàu vũ trụ Mars.
• Các tấm lưới lọc bảo vệ Trái Đất khỏi bụi từ các sao chổi.
• Những bộ quần áo siêu cách điện với khả năng chống đối lưu, dẫn nhiệt và bức xạ.
• Làm vỏ máy bay, sản xuất quần áo cho phi hành gia,…

Lời kết

Vì sở hữu nhiều đặc điểm siêu việt như vậy nên không quá ngạc nhiên khi vật liệu aerogel cách điện lại được mệnh danh là vật liệu siêu tương lai. Nhựa Sài Gòn mong rằng những chia sẻ trên đã giúp ích cho bạn đọc.