Kami berada di tengah perlombaan baru untuk menjelajahi luar angkasa, dan materi baru berada di garis depan kemajuan teknologi . Pertimbangkan kebutuhan pakaian luar angkasa. Itu harus melindungi astronot dari suhu ruang yang ekstrem, namun setipis dan seringan mungkin untuk membantu kemampuan manuver.
NASA mengembangkan bahan isolasi aerogel untuk digunakan dalam eksplorasi ruang angkasa , tetapi dalam beberapa tahun terakhir, aerogel telah tersedia secara komersial dan menemukan kegunaan di berbagai bidang lain.
Aerogel adalah isolator termal yang sangat baik. Di sini, sepotong aerogel melindungi bunga dari obor.
Aerogel adalah bahan canggih bahwa, karena strukturnya yang sangat berpori, memungkinkan para insinyur merancang tidak hanya insulasi termal baru untuk pakaian luar angkasa dan kendaraan , tetapi juga filter, baterai, pengumpul panas matahari, dan banyak lagi .
Namun, "aerogel" bukan jenis material . Sebaliknya, mereka adalah bentuk khusus dari benda padat yang dapat dibuat dari silika, polimer, oksida, karbon, dan bahan lainnya . Meskipun aerogel padat, mereka mengandung begitu banyak rongga kecil, atau "pori-pori", yang sebagian besar terdiri dari udara.
Dalam artikel ini, kami akan menjawab pertanyaan berikut:
Aerogel adalah bahan yang sangat berpori , yang berarti meskipun padat, mereka penuh dengan lubang kecil berisi udara disebut pori-pori. Pori-pori tersebut adalah kunci dari sifat unik aerogel . Meskipun banyak bahan yang keropos, seperti busa dan keramik tertentu, aerogel adalah kasus yang ekstrem.
Dalam aerogel, pori-pori membentuk sebagian besar materi , menghasilkan bahan padat ultra-ringan . Pori-pori di aerogel juga sangat kecil, jauh lebih kecil dari rambut manusia dan terlalu kecil untuk dilihat dengan mata telanjang. Akibatnya, aerogel sangat ringan dan tembus pandang sehingga memiliki julukan seperti “awan padat ” dan “asap beku ”.
Aerogel sangat berpori sehingga 95% volumenya adalah udara , yang memberi mereka berbagai properti tidak biasa . Di antaranya adalah fakta bahwa mereka berada di antara bahan paling ringan yang pernah dibuat atau ditemukan , yang membuatnya sangat berguna dalam aplikasi luar angkasa di mana penghematan berat badan sangat penting.
Properti Aerogel meliputi:
Kunci dari sifat unik ini adalah fakta bahwa aerogel tidak hanya sangat berpori , tapi pori-porinya juga sangat kecil – terlalu kecil untuk dilihat dengan mata manusia. Ini berarti bahwa aerogel tidak hanya mendapat manfaat dari konduktivitas termal yang rendah dari udara di dalam pori-pori, tetapi juga udara tidak dapat mengalir dengan mudah , yang selanjutnya meningkatkan kemampuannya sebagai isolator termal .
Terlepas dari namanya, aerogel bukanlah gel , mereka padatan yang sangat berpori yang sebagian besar terdiri dari udara. Aerogel dimulai sebagai cairan , diubah menjadi gel, kemudian cairannya dihilangkan. Struktur pori unik mereka dibuat dengan melestarikan struktur yang dibuat ketika partikel kecil terikat bersama dalam fase cair. (Lihat pencarian Match untuk ukuran partikel kecil)
Triknya adalah mengeluarkan cairan sambil menjaga jarak antar partikel . Ruang-ruang itu menjadi pori-pori di aerogel.
Jenis aerogel yang paling umum terbuat dari silika dengan proses “Sol-Gel”:
Pemrosesan aerogel sangat penting untuk menciptakan struktur mikro yang unik. Tanpa pori-pori ultra-kecil yang tersisa dari fase gel semi-cairnya , aerogel tidak akan memiliki kepadatan rendah such atau jadilah isolator termal yang sangat baik .
Aerogel bukanlah bahan tertentu, melainkan suatu bentuk bahan yang telah diproses untuk membuatnya ekstra keropos. Aerogel yang paling umum terbuat dari silika (silikon dioksida); tetapi ada juga aerogel yang terbuat dari graphene, oksida besi, polimer, dan banyak lagi .
Aerogel juga muncul dalam berbagai bentuk termasuk bata tebal, lembaran fleksibel, dan pelapis tipis . Aerogel dapat digunakan dalam berbagai aplikasi, dan tersedia secara komersial untuk digunakan sebagai isolasi . Namun, para peneliti telah mengembangkan beberapa aplikasi teknologi lain untuk bahan yang luar biasa ini.
konduktivitas termal rendah dan kepadatan rendah aerogel menjadikannya bahan insulasi yang sangat baik . Sebagai bonus tambahan, aerogel sangat ringan sehingga hampir tidak menambah bobot pada struktur , yang membuatnya sempurna untuk perjalanan luar angkasa karena setiap kilogram membutuhkan uang untuk diangkat ke luar angkasa. Aerogel juga merupakan isolator yang sangat baik sehingga dapat digunakan dalam lapisan tipis yang memerlukan fleksibilitas , seperti pakaian luar angkasa.
Beberapa aerogel transparan , yang berarti dapat digunakan di tempat-tempat yang tidak dapat menggunakan isolasi tradisional, seperti jendela dan panel surya . Apakah digunakan untuk skylight di bangunan terestrial atau jendela di habitat luar angkasa masa depan , aerogel memancarkan cahaya tetapi menghalangi perpindahan panas .
Ini membuatnya ideal untuk membuat struktur lebih mudah dipanaskan dan didinginkan sambil juga membiarkan lebih banyak cahaya alami . Aerogel juga telah digunakan sebagai pelapis pada kolektor panas matahari generasi mendatang , di mana aerogel memungkinkan cahaya melewatinya tetapi mencegah panas keluar.
Kemampuan aerogel untuk menghentikan aliran panas juga berguna sebagai bentuk kamuflase , dan lapisan aerogel telah diuji sebagai cara untuk bersembunyi dari kamera inframerah .
pori-pori kecil di dalam aerogel beri mereka area permukaan spesifik yang sangat tinggi, artinya sejumlah besar material padat bersentuhan dengan sekitarnya . Ketika aerogel dibuat dari bahan yang menarik dan menempel pada molekul atau partikel tertentu, aerogel dapat digunakan sebagai filter dan penyerap yang menjebak zat di dalam pori .
Silica gel adalah pengering yang sangat baik dan aman secara kimia untuk digunakan dengan makanan.
Kerabat yang akrab dengan penyerap aerogel adalah silika gel , yang biasa digunakan sebagai pengering untuk menghilangkan air dari udara . Kebanyakan orang akrab dengan paket gel silika digunakan untuk menjaga makanan dan barang-barang lainnya tetap kering, dalam sistem pendingin udara, dan aplikasi lainnya. Setelah silika gel jenuh dengan air, silika gel dapat “diisi ulang” dengan memanaskan dalam oven, yang menguapkan air dari permukaan pori-porinya sehingga kering dan siap digunakan kembali.
Jumlah air yang dapat diserap meningkat dengan luas permukaan spesifik . Karena aerogel memiliki luas permukaan spesifik yang lebih tinggi daripada gel silika tradisional, aerogel menawarkan peningkatan yang lebih besar dalam kemampuannya untuk menjebak kelembapan .
luas permukaan spesifik yang tinggi dari aerogel berarti bahwa mereka memiliki sejumlah besar bahan yang bersentuhan dengan lingkungan mereka. Hal ini membuat aerogel berguna untuk sejumlah besar proses kimia dan elektrokimia yang dapat ditingkatkan dengan memaksimalkan area kontak antara larutan dan substrat padat.
Ini termasuk berfungsi sebagai katalis atau substrat katalis untuk berbagai proses kimia industri serta elektroda di superkapasitor generasi berikutnya .
NASA menggunakan aerogel untuk menjebak partikel debu luar angkasa di pesawat luar angkasa Stardust. Partikel-partikel tersebut menguap saat tumbukan dengan padatan dan melewati gas, tetapi dapat terperangkap dalam aerogel. NASA juga menggunakan aerogel untuk isolasi termal Mars Rover.
Karena aerogel adalah jenis struktur yang dapat dibuat dari berbagai macam bahan , para peneliti terus mengembangkan aerogel baru dan cara baru untuk menggunakannya. Saat material baru tambahan diubah menjadi aerogel, mereka akan memungkinkan perkembangan teknologi baru seperti superkapasitor baru, pelapis antimikroba, bantalan penyerap tumpahan minyak, implan tulang, dan banyak lagi.
Karena kombinasi unik dari konduktivitas termal rendah, kepadatan rendah, luas permukaan tinggi, dan tembus cahaya, aerogel berkembang menjadi beragam teknologi material mutakhir .
Teknologi Industri
Selama beberapa tahun terakhir, orang Amerika telah memperoleh pemahaman yang lebih dalam tentang rantai pasokan yang tidak efisien dan ketinggalan zaman yang memicu negara kita. Di Fast Radius, kami sedang membangun paradigma rantai pasokan baru, paradigma yang dapat beradaptasi dengan cepat terhad
Data besar menawarkan masa depan baru bagi produsen. Sementara industri lambat dalam memanfaatkan kemungkinan manufaktur berbasis data, peluang untuk efisiensi baru, rantai pasokan yang lebih lancar, dan siklus pengembangan produk yang dipercepat memaksa produsen yang berpikiran maju untuk merangkul
Di Fast Radius, tim kami berusaha setiap hari untuk memenuhi tujuan kami untuk membuat hal-hal baru menjadi mungkin. Dengarkan dari Co-founder dan Chief Executive Officer, Lou Rassey, tentang mengapa tujuan ini penting dan apa yang memotivasi kami untuk terus berinovasi atas nama pelanggan kami. Tra
Bagaimana jika pipa dapat memperbaiki dirinya sendiri secara otomatis jika retak atau pecah, atau pakaian dapat berubah sesuai dengan cuaca atau aktivitas yang dilakukan pengguna ? Perabotan yang merakit dirinya sendiri, prostesis yang beradaptasi dengan pertumbuhan... Ini hanyalah beberapa kemungki
