مهندسان سوئیسی ارائه دادند

ایده آجرهای توخالی پرشده با هواژل

رمز من: آجرهایی توخالی كه با استفاده از ماده اعجاب انگیز هواژل پر شده اند، برای عایق بندی بسیار عالی اما گران هستند.

به گزارش رمز من به نقل از ایسنا و به نقل از گیزمگ، چرا با اضافه كردن یك لایه عایق به دیوار آجری به زحمت بیفتیم، در صورتی كه می توانیم آن دیوار را با آجرهای توخالی كه با عایق پر شده اند، بسازیم؟

این تفكری است كه پشت آجرهای پرشده با هواژل شامل موادی مانند پرلایت، پشم سنگ یا پلی استایرن است.

پرلایت نوعی سنگ آتشفشانی با تركیب اسیدی تا حد واسط است كه در محیط آب یا مرطوب تشكیل می گردد. پرلایت دارای بافت شیشه ای است و به جهت همراه داشتن آب، اشكال كروی در آن بوجود آمده است. میزان آب همراه پرلایت در حدود 2 تا 5 درصد است.

پشم سنگ هم عایق حرارتی و صوتی با تحمل دمای 750+ درجه سانتیگراد و نقطه ذوب 1300+ درجه است. تحمل برودتی آن هم 30- درجه سانتیگراد است. پشم سنگ و سرباره دارای ضریب انتقال حرارتی بسیار كم بوده و قدرت عایقی آن 33 برابر دیوار بتنی و 22 برابر دیوار آجری است.

پلی استایرن هم یك پلیمر مصنوعی معطر از مونومر استایرن (یك ماده پتروشیمی) می باشد كه در سه نوع معمولی، مقاوم و انبساطی وجود دارد.

در حال حاضر دانشمندان سوئیسی گروه تحقیقاتی "امپا"(Empa) ادعا می كنند با استفاده از یك نوع هواژل، آجری عایق بندی شده بوجود آورده اند.

هواژل ها مواد تولید شده از ژل هستند كه در آن مولفه مایع ژل با گاز جایگزین شده است. علاوه بر داشتن وزن بسیار سبك، دارای خصوصیت های عایق بسیار بالایی هستند كه به استفاده از آنها در محصولاتی مانند پوشاك كمك می نماید.

هواژل یك ماده تولیدی است كه كمترین چگالی را در بین مواد جامد دارد. در ابتدا فرض بر منفی بودن وزن این ماده بود، ولی با تحقیقات بیشتر متوجه وزن بسیار ناچیز آن شدند.

این ماده از یك ژل به دست می آید كه در آن قسمت مایع ژل با گاز جایگزین می گردد. نتیجه این فرایند ماده ای جامد با چگالی بسیار كم و در عین حال، خصوصیت قابل توجه در زمینه عایق گرمایی است.

هواژل در فرهنگ عامه مردم تحت نام های دیگری هم چون دود منجمد، دود جامد، هوای جامد یا دود آبی هم شناخته می گردد كه این نام گذاری ها به علت ظاهر شفاف و هم نحوه پخش نور در این ماده است.

هواژل برای اولین بار توسط "ساموئل استفان كیستلر" در سال 1931 ساخته شد و تولید آن بر مبنای یك شرط بندی برای جایگزین كردن قسمت مایع ژله خوراكی با گاز، بدون آن كه ساختار ژله در هم بشكند، بود.

فرایند تولید هواژل شامل استخراج بخش مایع ژل با استفاده از روش خشكاندن فوق بحرانی می باشد. با استفاده از این روش مایع به آهستگی از درون شبكه جامد ژل خارج می گردد بدون آنكه به این شبكه آسیبی برسد و در اثر نیروی مویینگی در هم بشكند. مثلا ژله خوراكی در اثر تبخیر معمولی دچار درهم شكستگی ساختار شبكه جامد می گردد.

نخستین نمونه های هواژل از ژل اكسید سیلیسیم ساخته شدند و هواژل سیلیسی نامیده شدند. بعدها، "كیستلر" هواژل هایی با پایه اكسید آلومینیم، كروم و قلع ساخت.

هواژل های كربنی در اواخر دهه 80 میلادی ساخته شدند.

هواژل، سبك ترین ماده جامد شناخته شده در جهان است كه چگالی سبك ترین نمونه تولید شده از آن، تنها سه برابر هوا است.

ویژگی های منحصربه فرد این ماده آن را به یكی از پركاربردترین مواد به كار رفته در ماموریت های فضایی تبدیل نموده است. بعنوان نمونه، مسئولان ناسا از هواژل به منظور جلوگیری از یخ زدگی ربات مریخ نورد در شب های سیاره مریخ استفاده كردند.

همچنین این ماده برای گردآوری ذرات كیهانی در فضا بسیار مناسب می باشد و در جریان ماموریت "استارداست" از آن برای جمع آوری مواد موجود در هاله پیرامون دنباله دار "وایلد-2" استفاده شد.

در مطالعه "امپا"، "جنیس ورنری" سرپرست محققان و تیمش یك خمیر را توسعه دادند كه از ذرات هواژل تشكیل شده بود و به راحتی می توانست در فضای خالی آجر سفالی معمولی رخنه كرده و آن را عایق بندی كند.

آجرهایی كه با پرلایت پر شده بودند، در مقایسه با این به اصطلاح "هواآجرها"(aerobricks) همان ساختار را داشتند اما ضخامت عایق شده حدود یك سوم كمتر بود.

این بدان مفهوم است كه برای دستیابی به عایق بندی مشابه، دیوار تولید شده از آجر پرشده با پرلایت در مقایسه با هواآجرها حدود 35 درصد ضخیم تر خواهد بود.

این تفاوت در مقایسه هواآجرها با آجرهای معمولی بیشتر دیده شد، جایی كه گرما تا هشت برابر بهتر عایق بندی شد.

طبق گفته گروه "امپا"، این بدین مفهوم است كه در ساخت دیوارهایی با اثر مشابه، دیوار تولید شده از آجرهای معمولی باید حدودا دو متر ضخامت داشته باشند، در حالیكه دیواری كه با هواآجر ساخته شود، تنها 20 سانتی متر ضخامت خواهد داشت.

با این حال نكته اینجاست كه هواژل مورد استفاده در هواآجرها هم اكنون بسیار گران هستند، به صورتی كه هر یك متر مربع از آن حدود 521 دلار هزینه در بر خواهد داشت.

با این وجود محققان امیدوارند كه با پیشرفت تكنولوژی، قیمت هواآجرها كاهش پیدا كند و این ماده تبدیل به یك مصالح ساختمانی رایج شود.

1396/10/28

18:16:40

5.0 / 5

5032

تگهای خبر: تولید , شبكه , محقق

اگر مطلب را پسندیدید لایک کنید

(1)

(0)

تازه ترین مطالب مرتبط

نظرات بینندگان در مورد این مطلب

نظر شما در مورد این مطلب

نام:

ایمیل:

نظر:

سوال:

= ۶ بعلاوه ۳