Logo izolace | Aerogel

Vlastnosti tepelných izolací Aerogel

Aerogel má jedinečné vlastnosti:

  • výjimečně nízký součinitel tepelné vodivosti λ = 0,013–0,020 W/m.K
  • látka s nejnižší známou hustotou (až 99,8% tvoří vzduch)
  • jediný materiál s pórovitostí přesahující 95%
  • nehořlavý, tvarově stabilní (teplota tavení kolem 1200°C)
  • difuzně otevřený díky otevřeným pórům mohou plyny volně procházet
  • použitelnost v teplotách rozmezí -200°C až +650°C
  • Propustnost slunečního záření v rozsahu τ = 0,85 až 0,95

Aerogel je pevná látka s nejnižší známou hustotou. Jeden krychlový metr nejnovější a nejlehčí verze tohoto materiálu váží pouhých 1,9 gramů! Je také nazýván „pevným kouřem“, neboť až 99,8 % jeho objemu tvoří vzduch. Zbývající 0,2 % tvoří oxid křemičitý. Z tohoto poměru vyplývají jeho naprosto jedinečné vlastnosti.

Aerogel je jediný materiál s pórovitostí přesahující 95 % a velmi širokou distribucí pórů od 10–10 do 10–6 m. Navíc jsou tyto póry otevřené, tzn. plyny nebo kapaliny mohou procházet materiálem s minimálními omezeními. Tato vlastnost aerogelů je využívána pro katalytické reakce, výrobu mikrofiltračních membrán, adsorbentů.

Aerogely jsou tvořeny křemičitými strukturami ve tvaru dutých koulí o velikosti řádově několika nanometrů. Důsledkem tvaru a velikosti těchto stavebních kamenů aerogelu je jeho obrovský vnitřní povrch, tedy poměr mezi povrchem vnitřní struktury a jejím objemem. Jeden gram aerogelu má specifický povrch až 1000 m2. Dá se tak použít jako absorpční materiál s dalšími mimořádnými fyzikálními vlastnostmi.

Nízký součinitel tepelné vodivosti, pohybující se v rozsahu λ = 0,013–0,020 W/m.K, a tedy v hodnotách nižších než u naprosto klidného vzduchu (λ = 0,026 W/m.K), je dán skutečností, že rozměr pórů je menší než střední volná dráha molekul vzduchu. Jemná struktura tak omezuje přenos tepla vzájemnými kolizemi molekul vzduchu. Teplota tavení aerogelu je kolem 1200 °C.

Propustnost slunečního záření aerogelu se pohybuje v rozsahu τ = 0,85 až 0,95 podle tloušťky vrstvy aerogelu. Přitom aerogel je jediná hmota s výraznými tepelněizolačními schopnostmi, která je současně čirá. Čirost aerogelu je způsobena rozměrem pórů, které jsou mnohem menší než vlnová délka slunečního záření ve viditelné oblasti, což významně snižuje rozptyl slunečního záření.

Aerogely mohou být připraveny z řady chemických prvků. Nejběžnější jsou aerogely křemičité, byly však vyrobeny také aerogely na bázi uhlíku, hliníku, chrómu, zinku, cínu a zkoumají se možnosti využití méně obvyklých prvků jako např. tantalu či niobu.