Az egyre szélesebb körben, például az építő-, az autó-, az űr- és az olajiparban használt, úgynevezett aoerogél anyagok tulajdonságait, ellenálló-képességét vizsgálták a Debreceni Egyetem Műszaki Karán. A kutatók eredményei hozzájárulhatnak az aerogélek további térnyeréséhez.

Az aerogélek a világ legkönnyebb szilárd anyagai, amiknek több mint 90 százaléka levegő. Előállításukkor egy gélből óvatosan eltávolítják a folyadékot, a helyét gázzal töltik fel. Az így előállított anyagokat különleges, áttetsző megjelenésük miatt fagyott füstnek is nevezik. Rendkívül jó hőszigetelők. Bár tapintásra törékenynek tűnnek, meglepően nagy a teherbírásuk, saját súlyuk akár ezerszeresét is elbírják.Az aerogéleket egyre több helyen alkalmazzák. Míg az építőiparban szigetelnek velük, az űrkutatásban például a rendkívüli hidegre és óriási forróságra érzékeny műszereket, űrhajókat védenek ilyenekkel, az iparban egyebek mellett gőzvezetékek, tartályok hőveszteségét csökkentik aerogélekkel. Elektromos autókban az akkumulátorokban termelődő hő terjedését igyekeznek velük gátolni, ugyanakkor nagy belső felületük miatt olajszennyezések, illetve vegyi anyagok hatékony felszívására is alkalmasak.

A Debreceni Egyetem (DE) Műszaki Karán (MK) a közelmúltban az aerogélek termikus tulajdonságait, hőstabilitásukat és különféle mérnöki alkalmazásaikat vizsgálták. A kapott eredményeket tanulmányban összegezték, melyről Lakatos Ákos, az Épületgépészeti és Létesítménymérnöki Tanszék vezetője a hirek.unideb.hu-nak elmondta: miután a mintákat egy napig 150 és 250 Celsius-fokon öregítették, a Slentex szigetelés termikus és fizikai jellemzőinek a változását figyelték. Az adatok lehetővé tették számukra mind a szerkezeti, mind a termikus tulajdonságokban bekövetkezett változások azonosítását, és megvizsgálták a két tulajdonság közötti lehetséges összefüggéseket is.

– Így azonosítottuk a Slentex szál megfigyelhető és számszerűsíthető felületi és szerkezeti változásait. A Cp-mérések alátámasztották az amorfizációs folyamatot, amely 10 százalékos változást mutatott egy nap 250 Celsiuson történő hőkezelés után, valamint erősen oxidált felületet a mintán. A hővezető-képesség mérési eredményei stabil hőszigetelő-képességet, amorfizációt mutattak, míg a fajlagos hőkapacitás az öregítés után csak kis mértékben változott. Mindkettő az állapot amorf jellegének köszönhető. Ezekből a termikus értékekből származtattuk a diffúziót és a térfogati hőkapacitást. Az eredmények a termikus diffúzió körülbelül 3-4 százalékos csökkenését mutatták, míg a térfogati hőkapacitás nőtt – ismertette Lakatos Ákos, a DE MK professzora.

A szakember hozzátette: a vizsgálat során a mikroszkópos és vizuális elemzés felületi oxidációt mutatott ki, míg az úgynevezett differenciális pásztázó kalorimetriás eredmények a hőáramlási görbében jelentős és folyamatos növekedést, erős hőelnyelő folyamatot mutattak.

A DE MK Épületgépészeti és Létesítménymérnöki Tanszék vezetője szerint az aoerogélek fejlesztőinek a jövőben hibrid rendszerek fejlesztésére, a nedvességzáró rétegek javítására és alacsony szén-dioxid-kibocsátású gyártási módszerek kidolgozására kell összpontosítani.

A kutatók eredményeiket a Case Studies in thermal engineering nevű angol nyelvű tudományos folyóiratban jelentették meg, mely teljes egészében ide kattintva olvasható. A kutatócsoport munkáját a Gróf Tisza István Debreceni Egyetemért Alapítvány és a Debreceni Egyetem Publikációs Díjjal ismerte el.

Forrás: DE Sajtóközpont