Aerogel: ของแข็งที่เบาที่สุดในโลก |
|||
|
Aerogel ประกอบด้วยอากาศ 99.8% มีความหนาแน่นน้อยกว่าแก้ว 1,000 เท่า ทนความร้อนได้สูง สามารถใช้เป็นฉนวนกันความร้อน สำหรับใช้ในอวกาศ ซึ่งมีความทนทานมากกว่าไฟเบอร์กลาสที่ดีที่สุด 39 เท่า วัสดุพิเศษชนิดนี้ ประดิษฐ์ขึ้นมาตั้งแต่ปี 1930 แต่นาซาเพิ่งมีการนำมาใช้เมื่อไม่นานมานี้ โดยใช้สำหรับดักจับฝุ่นในอวกาศ มีการใช้ Aerogel ในโครงการสำรวจดาวอังคาร ( Mars Pathfinder ) และใช้ดักจับตัวอย่างจากดาวหาง และอนุภาคขนาดเล็กในโครงการ Stardust แม้ว่าจะมีความหนาแน่นน้อยกว่าแก้วมาก แต่ Aerogel ก็เป็นของแข็งที่มีซิลิกอนเป็นองค์ประกอบเช่นเดียวกัน จะต่างกันก็ตรงที่ Aerogel มีลักษณะที่เป็นอนุภาคขนาดเล็กระดับนาโนเมตร เกาะกันในโครงสร้างที่มีเนื้อพรุน Aerogel มีคุณสมบัติในการนำความร้อน และดัชนีหักเหต่ำ เป็นตัวพาคลื่นเสียงที่ไม่ดี แต่สามารถลดความเร็วและจับอนุภาคฝุ่นที่มีความเร็วสูงได้ดี โดยไม่ทำให้เกิดความร้อน หรือมีผลกระทบต่อตัวโครงสร้าง อนุภาคจากดาวหาง Wild 2 ที่วิ่งผ่านยานอวกาศ Stardust มีความเร็วเป็น 6 เท่า ของลูกกระสุนปืนไรเฟิล แต่จะค่อยๆหยุดลงเมื่อใช้ Aerogel โดยทำให้เกิดเป็นรอย (tracks) ของอนุภาค อยู่ในเนื้อโครงสร้างของ Aerogel ซึ่งนักวิทยาศาสตร์สามารถนำมาตรวจสอบได้ |
|||
|
|||
| Aerogel มีส่วนประกอบหลักเป็นซิลิกอน ซึ่งงมักเรียกว่า frozen smoke หรือ blue smoke ประกอบด้วยอากาศ 99.8% จึงมีลักษณะเป็นฟองน้ำเนื้อแข็ง มีความหนาแน่น 3 มิลลิกรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร ทำให้เป็นของแข็งที่เบาที่สุดในโลก
วัสดุชนิดนี้ มีคุณสมบัติน่าสนใจหลายอย่าง จากการที่มีโครงสร้างเป็นรูพรุน ทำให้นำความร้อนได้ต่ำ (ประมาณ 0.017 W / mK ) จึงมีคุณสมบัติในการเป็นฉนวนความร้อนได้ดี มีจุดหลอมเหลว 1,200 ?C มีการนำ aerogel มาใช้งานหลายประเภท เช่น นาซานำมาใช้สำหรับดักจับอนุภาคฝุ่นในอวกาศ ในโครงการ Stardust ใช้เป็นฉนวนกันความร้อนสำหรับยานสำรวจดาวอังคาร ในท้องตลาด มีการนำ aerogel มาใช้ในรูปแบบเม็ด โดยเติมลงในกระจก เพื่อเพิ่มคุณสมบัติในการเป็นฉนวนความร้อน จากการที่มีโครงสร้างเป็นเนื้อพรุน ทำให้มีพื้นที่ผิวสูงมาก จึงมีการใช้เป็นตัวดูดซับสารเคมี เพื่อทำความสะอาดในกรณีที่มีการหก ของสารเคมี |
|||
|
|||
| Aerogel ประดิษฐ์ขึ้นครั้งแรกโดย Steven Kistler ในปี 1931 โดยทำให้ซิลิกาที่อยู่ในรูปเจลค่อยๆแห้ง โดยนักวิทยาศาสตร์จะเริ่มโดยการใช้แอลกอฮอล์ที่เป็นของเหลว เช่น เอทธานอล ผสมกับซิลิกาให้อยู่ในรูปเจล แล้วนำไปผ่านกระบวนการที่เรียกว่า supercritical drying เพื่อให้แอลกอฮอล์ระเหยออกไป ได้รับการบันทึกจาก the Guinness Book of Records ให้เป็นวัสดุที่เป็นของแข็งที่เบาที่สุด เป็นฉนวนที่ดีที่สุด Aerogel สามารถรับน้ำหนักได้ 2,000 เท่าของน้ำหนักตัว โดยไม่เกิดความเสียหาย |
- 16 ถ.วิภาวดีรังสิต ลาดยาว จตุจักร กรุงเทพฯ 10900
