یکی از پنج مشکل فناورانه بزرگ دنیا را حل کنید و میلیاردر شوید!

فناوری در خدمت ثروتمند شدن

یکی از پنج مشکل بزرگ دنیا را حل کنید و میلیاردر شوید!

حمیدرضا تائبی

• عصرشبکه

اگر تصور می‌کنید زندگی افرادی همچون مارک زاکربرگ یا بیل گیتس شیرین و راحت است، کافی است تلاش کنید تا یکی از پنج مشکل رایجی که جهان امروز با آن روبرو است را حل کرده و به این شکل میلیاردر شوید.

برای آن‌‌که بتوانیم میلیاردر شویم به چه چیزی نیاز داریم؟

زمانی که این سوال مطرح می‌شود، همواره راهکارها و استراتژ‌هایی مطرح می‌شوند که مسیر موفقیت و شکست را به ما نشان می‌دهند. هر چند برنامه‌ریزی برای رسیدن به یک هدف مهم است، اما اولین گام مشخص کردن نقطه شروع است و این‌که در نظر دارید چه مشکلی را که مردم با آن روبرو هستند حل کنید. دنیای امروزی ما با مشکلات عدیده‌ای روبرو است. اما به نظر می‌رسد پنج مشکلی که در ادامه با آن‌ها آشنا خواهید شد، بیش از سایر موارد ذهن دانشمندان و پژوهشگران را به خود مشغول کرده است. یک اصل کلی در این ارتباط وجود دارد، همواره سعی کنید وقت خود را صرف مشکلاتی کنید که ذهن مهندسان را بیش از یک دهه است که به خود مشغول کرده است. در ادامه پنج مشکلی را برای شما تشریح خواهیم کرد که در انتظار یک راه‌حل کلیدی و جامع هستند.

انرژی بی‌سیم و انتقال انرژی بی‌سیم

بهتر است فکر خود را درگیر باتری‌ها و این‌که چه باتری‌هایی از کارایی بهتری برخوردار هستند، نکنید. دنیای آینده به دنبال اسمارت‌فون‌ها، تبلت‌ها و دیگر تجهیزات الکترونیکی است که قادر باشند از انرژی بی‌سیم استفاده کنند. سعی کنید به دنبال کشف این موضوع باشید که چگونه می‌توانید تلویزیون یا شبکه کابلی خود را به یک منبع انرژی متصل کنید. برای شروع کار به این موضوع توجه داشته باشید که این فناوری بر مبنای امواج میکروویو و لیزر کار می‌کند.

اینترنت از راه دور ویژه مناطق روستایی

اینترنت منطقه‌ای هنوز هم به عنوان یک مشکل شناخته می‌شود. ارائه اینترنت به مناطق روستایی و همچنین کشورهای در حال توسعه هنوز هم به عنوان یک مشکل اساسی شناخته می‌شود. اما حل این مشکل یک چالش بزرگ به شمار می‌رود. گوگل و فیسبوک در تلاش هستند تا رهبری بازار در ارتباط با حل این مشکل را بر عهده بگیرند. بالون‌های گوگل و پهباد خورشیدی فیسبوک از جمله راه‌حل‌هایی هستند که برای حل این مشکل پیشنهاد شده‌اند. اگر بتوانید یک رویکرد سریع‌تر و ارزان‌تر را نسبت به راه‌حل گوگل ارائه کنید، بدون شک به یک میلیاردر تبدیل خواهید شد.

سلول‌های خورشیدی ارزان‌قیمت و گسترش‌پذیر

امروزه پانل‌ها و سلولهای خورشیدی در جای جای این کره خاکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. چندی پیش گوگل اعلام کرد که در نظر دارد از انرژی‌های پاک استفاده کند. در حالی که دنیای صنعت به دنبال آن است تا بهترین استفاده را از این پانل‌ها داشته باشد، اما در مقیاس محدودتر و خانگی این پانل‌ها را ممکن است عمدتا در محله‌های مجلل مشاهده کنید. هنوز هم نصب این پانل‌ها گران است. همین موضوع باعث شده است تا به کارگیری آن‌ها در مقیاس‌های جزیی‌تر امکان‌پذیر نباشد و در نتیجه طبقه متوسط و اقشار ضعیف جامعه قادر به استفاده از آن‌ها نباشند. طراحی سلول‌های خورشیدی ارزان قیمت و بسیار کارآمد باعث می‌شود تا شما نیروی شگفت‌انگیز برق را در دستان خود داشته باشید.

تهیه آب شیرین و مقرون به صرفه

خشکسالی و کمبود آب یک مشکل بزرگ است. این مشکل مختص یک کشور خاص نیست و بسیاری از کشورهای جهان درگیر این معضل هستند. اما اگر بتوانیم آب اقیانوس‌ها را به آب شیرین تبدیل کنید، آن‌گاه همانند یک دستگاه آب سردکن که در تابستان آب خنکی را در اختیار ما قرار می‌دهد، این توانایی را به دست خواهیم آورد تا مشکل بی آبی را در سراسر جهان حل کنیم . تاکنون، هیچ انسانی موفق نشده است دستگاهی را طراحی کند تا به لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه آب شیرین را در اختیار ما قرار دهد. شما می‌توانید اولین نفر در جهان باشید که این مشکل را حل خواهد کرد. در نتیجه مشکل عدیده بسیاری از مردم سراسر جهان را حل خواهید کرد.

بهبود عمده پیش‌بینی وضع هوا

همان‌گونه که اطلاع دارید، پیش‌بینی اوضاع جوی به سختی امکان‌پذیر است. اما حوادث بزرگی شبیه به زلزله، طوفان و گردباد هر ساله میلیاردها دلار خسارت وارد می‌کنند. در حالی که امروزه حسگرهایی برای پیش‌بینی رانش زمین طراحی شده و مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما طراحی و توسعه مدلی که بتواند این پیش‌بینی‌ها را بهتر انجام دهد، به شما اجازه می‌دهد، به بسیاری از مردم جهان کمک کنید و در مقابل میلیاردها دلار را برای خود پس‌انداز کنید.

مواردی که در این مقاله به آن‌ها اشاره کردیم جزء اولویت‌های اساسی زندگی امروز بشری به شمار می‌روند. حال آن‌که مسائل دیگری در ارتباط با هوش مصنوعی، دستیابی به منابعی که در کرات دیگر وجود دارند، طراحی کاوشگرهای فضایی پیشرفته و بهبود فرآیند تولید مواد غذایی نیز از دیگر مسائلی هستند که طراحی یک را‌ه‌حل ابداعی برای آن‌ها زمینه‌ساز ثروتمند شدن شما می‌شوند.

==============================

---

شاید به این مقالات هم علاقمند باشید:

پیرزن ۸۰ ساله‌ای که با نگاه‌ کردن به دوربین‌های اینترنتی در تمام روز پول‌دار شد!

پنج کتاب مورد علاقه بیل گیتس در سال 2016

دختر یازده ساله در نشست سالانه سهامدارن مایکروسافت چه سوالی مطرح کرد؟

۱۰ مهارتی که باعث استخدام و افزایش حقوق می‌شوند!

گشت‌وگذار در ساختمان مرکزی یک شرکت 280 میلیارد دلاری + عکس

رازهای موفقیت زنی که با سه روز کار در هفته 23 هزار دلار درآمد دارد!

۱۱ چیزی که افراد موفق شاکراند اما افراد عادی غافل‌اند!

۵ اشتباه آزاردهنده در نوشتن یک رزومه‌‌ کاری!

۷ عادت خاص افراد بسیار موفق!

داستان مهندس نرم‌افزاری که در پارکینگ گوگل زندگی می‌کند + عکس

---

برچسب: 

• فناوری - انرژی بی‌سیم - اینترنت از راه دور - سلول‌ خورشیدی - پیش‌بینی وضع هوا

با ۶ طراحی نوآورانه در توربین‌ های بادی آشنا شویم

با ۶ طراحی نوآورانه در توربین‌ های بادی آشنا شوید

انرژی باد سهم زیادی در تامین انرژی تجدیدپذیر جهانی دارد و نوآوری‌های اخیر در طراحی توربین‌های بادی جای هیچ شکی نگذاشته است که این نوع انرژی، سریع‌ترین روند رو به رشد را در بین انرژی‌های پاک پیموده است. بعضی از توربین‌های جدید این قدرت را دارند که از هوای آرام و بی‌حرکت هم انرژی تولید کنند.

به گزارش برق نیوز، انجمن بین‌المللی انرژی (IEA) در هفته‌ی گذشته اعلام کرد که برای نخستین بار، ظرفیت انرژی‌های تجدیدپذیر جهان از ظرفیت سوخت زغال سنگ پیشی گرفته است. انرژی باد سهم زیادی در تامین انرژی تجدیدپذیر جهانی دارد و نوآوری‌های اخیر در طراحی توربین‌های بادی جای هیچ شکی نگذاشته است که این نوع انرژی، سریع‌ترین روند رو به رشد را در بین انرژی‌های پاک پیموده است.

با استفاده از فناوری‌های دوست‌دار محیط زیست، مهندسان موفق به توسعه‌ی دستگاه‌های جدیدتری شده‌اند که برای پرندگان هم ایمنی بیشتری به همراه داشته باشد. ضمن این که بعضی از توربین‌ها این قدرت را دارند که از هوای آرام و بی‌حرکت هم انرژی تولید کنند.
اولین توربین گردبادی جهان

اولین توربین گردبادی جهان توسط یک مهندس ژاپنی به نام آتسوشی شیمیزو اختراع شد. این توربین می‌تواند با استفاده از طوفان‌های شدید، حجم زیادی از انرژی را تولید کند. بنا به تخمین شیمیزو، چنانچه انرژی این گردبادها مهار شود  انرژی کشورش تا ۵۰ سال آینده تامین می‌شود!

توربین شیمیزو که شبیه یک دستگاه همزن آشپزخانه است شامل یک محور عمودی است که با استفاده از اثر مگنوس مسیر جریان باد را به شکل منحنی منحرف می‌کند و در برابر طوفان‌های قوی مقاوم است.

نتایج آزمون‌های انجام شده بر مدل ساخته شده از ژنراتور این توربین، نتایج رضایت‌بخشی از خود نشان داده است. اکنون شیمیزو سعی دارد که سرمایه‌گذاران را برای ساخت نسخه‌ی عملی و بزرگ‌تر این توربین متقاعد کند تا انرژی مورد نیاز کشورها از طریق آن تامین شود.

توربین هیبریدی بادی-آبی

یک توربین بادی، بدون وجود هیچ گونه نسیم و بادی چگونه می‌تواند کار کند؟ طبیعتا توربین‌های معمولی در این شرایط قادر به کار کردن نیستند.

طی پروژه‌ی جدیدی که از سوی دو شرکت Max Bogl Wind AG و GE Renewable Energy ارایه شده است، توربین‌های پره‌ای سنتی با تکنولوژی برق آبی آمیخته شده و اولین منبع انرژی هیبریدی بادی-آبی را تولید کرده است.

قرار است که این نوع توربین در جنگل Swabian-Franconian در آلمان نصب شود. طرح اولیه شامل پیاده‌سازی چهار توربین بادی با ظرفیت ۱۳.۶ مگاوات است. فاز اول، این انرژی از سال آینده به شبکه متصل خواهد شد و فاز دوم، یک نیروگاه انرژی برق آبی به ظرفیت ۱۶ مگاوات خواهد بود. این پروژه در سال ۲۰۱۸ به اتمام خواهد رسید.

توربین‌های بادی شناور هلیومی

اگرچه اکثر توربین‌های بادی روی زمین یا دریا به صورت ثابت نصب شده‌اند، اما نوآوری‌های اخیر این سال‌ها به طراحی توربین‌هایی منجر شده است که در ارتفاعات هوا کار می‌کنند. چرا که جریان باد در این قسمت سریع‌تر است. اولین توربین بادی جهان که در هوا مستقر است .

در سال ۲۰۱۴ و بر فراز منطقه‌ی فیربنکس آلاسکا، شروع به کار کرد. این توربین با گاز هلیوم پر شده و شبیه به یک بالون غول‌پیکر به نظر می‌رسد. این توربین توسط یکی از استارتاپ‌های دانشگاه MIT به نام Altaeros Energies طراحی شده است و در فاصله‌ی ۳۰۰ متری زمین قرار دارد.

توربین هلیومی این قابلیت را دارد که جریان باد را بین پنج تا هشت برابر قدرتمندتر از توربین‌های مستقر روی زمین جذب کند. این آزمایش ۱۸ ماهه نشان داد که توربین‌های هلیومی قدرت تامین انرژی چندین خانوار را دارند. ضمن این که قرار گرفتن این توربین‌ها در ارتفاعات می‌تواند امکان انتقال سیگنال‌های وای‌فای، تلفن و حسگرهای هواشناسی را فراهم کند.

توربین بادی بدون پره‌ی ورتکس (Vortex)

در نظر گرفتن وضعیت ایمنی پرندگان، یکی از بزرگ‌ترین چالش‌ها در طراحی توربین‌های بادی در جهان است. از این رو، به منظور کاهش خطراتی که پرندگان را تهدید می‌کند، مهندسان توانسته‌اند توربین بدون پره‌ای به نام ورتکس را تولید کنند  که بیشتر از این که شبیه توربین بادی باشد، یک ستون بلند است.

 این نوع توربین انرژی را از طریق چرخش گردابه‌های ناشی از تلاطم هوا، تامین می‌کند و از آنجا که ژنراتورهای انرژی بادی آن، بلند و باریک هستند، تعداد بیشتری از آن‌ها در یک فضای مشخص جای می‌گیرند. سازندگان این توربین‌ها می‌گویند: ورتکس‌های بدون پره هزینه‌های تولید را ۵۳ درصد و هزینه‌های نگهداری را تا ۸۰ درصد نسبت به توربین‌های سنتی کاهش می‌دهد.

توربین بادی اینولوکس (INVELOX)

این نوع توربین بادی قادر است تا ۶۰۰ برابر انرژی بیشتری از آسیاب‌های بادی معمولی تولید کند. طراحی تونل مانند این توربین کمک می‌کند تا نسیم‌های ملایم با سرعت‌های کم جمع‌آوری شده و به سمت داخل توربین هدایت شوند. ژنراتور اینولوکس علاوه بر قابلیت تولید انرژی در شرایط بادی ضعیف، به علت نداشتن پره‌های چرخنده‌ی خارجی سرعت بالا، خطری برای حیات وحش محلی به حساب نمی‌آید. ضمن این که هزینه‌ی ساخت آن از توربین‌های بادی سنتی هم ارزان‌تر است.

توربین بادی Catching Wind Power

یکی از قدیمی‌ترین ایده‌های مطرح شده در این زمینه، توسط یک نظامی بازنشسته‌ی ۸۹ ساله مطرح شد که خود از دوستداران حیات پرندگان بود. در سال ۲۰۱۲، ریموند گرین، ژنراتوری بادی به نام Catching Wind Power طراحی کرد که می‌تواند جریان باد را توسط دستگاهی که همانند یک بلندگوی بزرگ به نظر می‌رسد، جمع‌آوری کرده و سپس باد جمع‌آوری شده را به منظور انرژی بیشتر در توربین، فشرده کند. از طرفی چون این توربین فاقد اجزای متحرک خارجی است، هیچ گونه تهدیدی برای پرندگان یا خفاش‌ها شمرده نمی‌شود و نسبت به توربین‌های فعلی عملکرد ایمن‌تری دارد. از آنجا که گرین این سیستم را مقیاس‌پذیر طراحی کرده است، جای امیدواری وجود دارد که بتوان از آن برای تامین انرژی واحدهای مسکونی و صنعتی استفاده کرد.


منبع:زومیت

دستگاه ذخیره انرژی برای خانه ها بزودی از مرسدس بنز

دستگاه ذخیره انرژی؛ محصول جدید مرسدس بنز

مرسدس بنز اعلام کرد تا سال آینده محصولی برای ذخیره انرژی واحدهای مسکونی در شمال آمریکا ارائه خواهد کرد.

به گزارش ایسنا و به نقل از سایت انرژی، این شرکت قصد دارد ماژول‌های باتری 2.5 کیلو وات ساعتی را با 20 کیلووات ساعت ترکیب کند تا به عنوان یک واحد مستقل و یا واحد ترکیبی با انرژی خورشیدی مورد استفاده منازل قرار گیرد.

این شرکت شعبه جدید خود در ایالات متحده را با نام واحد انرژی مرسدس- بنز آمریکا برای تولید محصولات جدید بازگشایی کرده است.

بوریس فون بورمان مدیرعامل این شعبه اظهار کرد که محصولات منحصربه‌فرد و روشی برای ذخیره انرژی در آب و برق و تجارت ارائه خواهند کرد که موجب صرفه‌جویی در هزینه‌ها خواهد شد.

از دیگر مزایای این روش استفاده از وسایل نقلیه الکتریکی و ترکیبی است.

وی در ادامه افزود: در آینده نزدیک سیستم‌های عظیمی در مصارف صنعتی و تجاری  توسط این شرکت عرضه خواهد شد.

منبع: ایسنا

محققان بطور تصادفی دی اکسید کربن را به اتانول تبدیل کردند

محققان بطور تصادفی دی اکسید کربن را به اتانول تبدیل کردند

در حالیکه کشورهای تمام دنیا کار طولانی و سخت تنظیم آینده سوختهای فسیلی را ادامه می دهند، دانشمندان کشف کرده اند که چگونه دی اکسید کربن موجود در اتمسفر زمین را حذف کنند،آزمایشگاه اوک ریج oak ridge به طور تصادفی و غیر منتظرانه واکنش شیمیایی را کشف کرده اند که دی اکسید کربن را به اتانول تبدیل می کند.این کشف توسط محققانی هنگامی به دست آمده که محققان در تلاش بودند تا با استفاده از سری واکنش های شیمیایی دی اکسید کربن را به سوخت تبدیل نمایند.اولین قدم از این واکنشها کاملا کافی بود تا ان واکنش روی دهد. اتانول منتجه سوختی پاکتر هست که به خودروها و ژنراتورها توان می دهد.

تکنولوژی تبدیل دی اکسید کربن به اتانول متشکل ازیک ترکیب جدید از کربن ومس می باشد که روی یک سطح سیلیکونی قرارداده شده است. آدام راندینان Adam Rondinone  محقق میگوید:"با استفاده از مواد عادی، اما با چیدن انها با نانوفناوری، فهمیدیم که چگونه واکنش های جانبی را محدود کنیم و در نهایت به ان چیزی که می خواهیم برسیم." واکنش منتجه بسیار مختصر می باشد و اتانول تولید شده نسبتا عاری از آلودگیست.

فرآیند تازه کشف شده از روش قبلی راحتتر می باشد بویژه بدلیل آغاز و نتیجه آسانتر و با هزینه انرژی کمترآن را بدست اورد. "راندینان" می گوید:"فرآیندی مانند این به شما اجازه میدهد تا انرژی اضافی موجود را مصرف کرده و آن را به اتانول تبدیل و ذخیره کرد.این روش می تواند کمک کند تا شبکه های برق متناوب از انرژی های با منابع تجدیدپذیر را بالانس کرد." تیم مستقر در اوک ریج سعی دارد تا واکنش را بازبینی کند تا کارآیی ان را بهبود بخشد. هدف نهایی  برای این تکنولوژی، کاربرد آن برای جذب کربن در مقیاس وسیع خواهد بود؛ جام مقدس در مبارزه با تغییرات اقلیمی.

آخرین اخبار

• احداث بیست مگاوات نیروگاه انرژی خورشیدی در گیلان
• عیسی کلانتری: برای نجات دریاچه ارومیه دیر شده و روز به روز بدتر هم می‌شود
• چند سال دیگر تا خوردن آب شرب از فاضلاب فاصله داریم؟
• سرمایه‌گذاری در انرژیهای تجدیدپذیر سود بالایی برای آینده دارد
• الزام ایران در کاهش گازهای گلخانه‌ای تا سال 2020
• آب مهم‌ترین تهدید آینده است

معرفی آئروژل‌ها؛ خواص و کاربرد

معرفی آئروژل‌ها؛ خواص و کاربرد

(قسمت اول)

---

آئروژل ها (Aerogel) نانو موادی هستند که پتانسیل زیادی برای کاربردهای مختلف دارند و به خاطر پیشرفت فناورانه و رقابت پذیری بازار مقوله ای چالش برانگیز می باشند.

---

از لحاظ فنی و فناورانه آئروژل ها در حوزه های مختلف می توانند کاربرد داشته باشند که عبارتند از: میکروالکترونیک، مهندسی برق، در کشاورزی و داروسازی، در صنعت نفت و گاز یا در مهندسی معماری و ... . در این مطلب قصد داریم به معرفی، خواص و کاربردهای آئروژل ها بپردازیم.

آئروژل ها از مواد خاص به شمار می روند که خواص خیره کننده ای در مقابل حرارت نشان می دهند. آئروژل ها را می توان به عنوان موادی با پایین ترین چگالی نسبت به هر ماده شناخته شده دیگر تعریف نمود. این مواد بسیار سبک با ساختار نانو می باشند. در واقع آئروژل ها مواد جامد متخلخلی هستندکه از طریق یک فرایند سل-ژل (Sol-Gel) همراه با یک مرحله خشک کردن ویژه بدست می آیند. در اثر یکپارچگی، مواد متخلخل از نظر ریخت شناسی ، مشابه با رشته های مرواریدی هستند. این مواد نسبت جرم به سطح کوچک در محدوده 300-1000گرم برمترمربع دارند و هدایت حرارتی پایین دارند.

معرفی آئروژل ها

واژه ی آئروژل از دو کلمه هوا Air و ژل Gel تشکیل شده است، ژل شامل دوجزء است: 1-چارچوب ژل 2-ماتریس پرکننده آن. درمورد آئروژل پرکننده آن هواست.

آئروژل ها مواد جامد با تخلخل بالا (منافذ باز زیاد) ، مساحت سطح داخلی بالا و هدایت گرمایی پایین هستند، به همین دلیل دارای خصوصیات استثنایی و منحصر به فردی هستند. این مواد سرعت صوت پایین (عایق صوتی) و گذردهی اپتیکی یا نوری بالا دارند و به دلیل داشتن چگالی پایین به عنوان سبک ترین مواد جامد شناخته می شوند. آئروژل ها شامل نانوذراتی هستند که در یک شبکه سه بعدی با درجه تخلخل بالا قرار دارند.

این حفره ها قطرهای متفاوتی دارند و از چند نانومتر تا چند میکرومتر متغیر است. اندازه قطر حفره های مذکور معمولا در حد 10 نانومتر است. تقریبا 95 درصد حجم آئروژل ها را تخلخل یا حفره ها تشکیل می دهند.

آئروژل ها با نام بخار یخ زده، بخار جامد یا بخار آبی نیز نامیده می شوند. علت نامگذاری آئروژل ها به بخار آبی این است که آئروژل ها خاصیت عبور دهی نوری و پخش نور را دارا هستند. آئروژل ها بسیار متنوع هستند. آئرو ژل های ساخته شده از کوارتز، سیلیکا آئروژل نامیده می شوند. سیلیکا آئروژل حاوی ذراتی به قطر 2-5 نانومتر هستند. این ترکیبات دارای نسبت سطح به حجم بسیار بالا و مساحت سطح ویژه بالا هستند. تولید سیلیکا آئروژل ها کاربرد های فراوانی دارد مانند حامل های دارو. آئروژل های کربنی و آئروژل های کامپوزیتی با اجزایی شامل فلزات و پلیمر ها نیز مورد توجه هستند.

 یکی از مشخصات بارز آئروژل ها، سبکی و شکندگی آنهاست. در عین‌حال این مواد به اندازه کافی محکم هستند که بتوان آنها را با دست حمل کرد. قدرت فشردگی، قدرت کششی و الاستیسیته (Elasticity) آنها بسیار پایین است

خواص آئروژل ها

خواص عایق بودن آئروژل ها: آئروژل ها بهترین مواد عایق حرارتی شناخته شده هستند. آئروژل ها کمترین میزان هدایت گرمایی را نسبت به دیگر عایق ها دارند. آئروژل‌ها اگر چه بسیار ترد هستند، می توانند بسیار شفاف ساخته شوند. هدایت پایین آئروژل ها از بافت متخلخل آنها سرچشمه می گیرد.

سیلیکا آئروژل ها در پنجره های عایق کاربرد دارند که مانع از ورود و خروج گرما می شوند.

از جمله مزایای دیگر آئروژل ها آتشگیر نبودن آن هاست. این عایق ها در سیستم های گرمایش و سرمایش، باتری های با کاربرد دمای بالا، عایق لوله ها، مخازن تحت گرما و سرما، لوله اگزوز ماشین، به عنوان پوشش جاذب انرژی خورشید در سلول های خورشیدی جهت ذخیره سازی انرژی و... می توانند به کار برده شوند.

خواص نوری : خواص نوری آئروژل ها به شرایط تولید آنها بستگی دارد. این مواد در روشنایی به رنگ زرد و در تاریکی به رنگ آبی دیده می شوند. روش های مختلف حذف حلال، حذف آب یا رطوبت از ساختار آئروژل و شرایط واکنش از جمله پارامترهای مهم و موثر در خاصیت نوری آئروژل ها مطرح هستند.

خواص اکوستیک (صوتی) : ساختار شبکه ای ویژه آئروژل ها در کارایی آکوستیک آن ها بسیار موثر است و تا حدودی به خواص الاستیکی آن ها نیز بستگی دارد. سرعت سیلیکا آئروژل در حدود 100-300 m/s است که کمترین مقدار در میان مواد جامد معدنی است. این مقدار در شیشه کوارتز 500m/s است.

هدایت گرمایی : هدایت گرمایی آئروژل ها تابعی از پارامترهای زیر است: 1-انتقال گرما بوسیله فازجامد 2-انتقال گرما بوسیله فازگازی 3-انتقال گرما بوسیله بازتابش. هدایت گرمایی فاز جامد با افزایش چگالی ،افزایش می یابد در حالی که هدایت گرمایی فاز گازی با افزایش چگالی کاهش می یابد و انتقال گرما از طریق تشعشع مستقل از چگالی آئروژل است. کمترین مقدار هدایت گرمایی آئروژل ها در چگالی 0.15 میلی‌گرم بر سانتی متر مکعب است. با توجه به مقدار کم ماده جامد و ساختار غیرمستقیم آئروژل هدایت جامد و گاز به شکل بارزی محدود می شود. در دماهای بالا عبور تابش قابلیت عایق حرارتی آئروژل را کاهش می دهد.

شیمی یکپارچگی آئروژل ها

خواص شیمیایی آئروژل ها به طبیعت گروه های سطحی بستگی دارد که تعیین کننده طبیعت آب دوست/آب گریز بودن آن هاست. از نظر شیمی تقویت خواص فیزیکی سیلیکا آئروژل ها بدون از بین رفتن دیگر خواص آنها لازم و ضروری است، بویژه وقتی که از اینها در ابر عایق ها حرارتی و ... استفاده می شود. شفافیت سیلیکا آئروژل ها مزیت مهم آنها در کاربردهای مختلف است.

برای این منظور دو فرایند قبل از خشکاندن آئروژل صورت می گیرد:

1- شستن ژل مرطوب با محلول اتانول و آب

2- مرحله پیرسازی (Aging) یعنی قرار دان ژل شسته شده در تماس با محلول اتانولی که شامل پیش ماده سیلیکونی مثلا تترامتیل ارتوسیلیکات است. با این فرایندها بدون اینکه خواص تراوایی آئروژل ها از بین برود، سختی آنها افزایش می یابد.

شیمی آبگریزی آئروژل ها

سیلیکا آئروژل ها خواص آبگریزی (Hydrophobicity) زیادی از خود نشان می دهند. ساختارهای آبگریز آئروژلی بوسیله Schwertfeger از متیل تری متوکسی سیلان و تترامتوکسی سیلان در شرایط بازی سنتز شدند و در متانول فوق بحرانی خشک شدند. در این روش خشکاندن با حرارت بالا منجر به آب گریز شدن سطح آئروژل ها می شود. آئروژل هایی که از 20 درصد متیل تری متوکسی سیلان تشکیل شده اند روی آب شناور می مانند وبنابراین آبگریز هستند. آبگریز کردن سیلیکا آئروژل بوسیله متیل تری-متوکسی سیلان در شکل 1 نشان داده شده است.

خواص مکانیکی آئروژل ها: یکی از مشخصات بارز آئروژل ها، سبکی و شکندگی آنهاست. در عین‌حال این مواد به اندازه کافی محکم هستند که بتوان آنها را با دست حمل کرد. قدرت فشردگی، قدرت کششی و الاستیسیته (Elasticity) آنها بسیار پایین است و بزرگی این خواص وابسته به بهم پیوستگی شبکه آئروژل و دانسیته پایین آن است. شکنندگی،انعطاف پذیری وپایداری ابعادی ازجمله پارامترهای مهم درخواص مکانیکی آئروژل هستند.

طی فرایند پیرسازی (Aging)، ژل های در محلول های الکوکسید قرار می گیرند و شبکه محکم تری می یابند. این فرایند، ژل ها را در مقابل فشار موئینگی مقاومتر می سازد و خواص مکانیکی آنها را بهبود می بخشد.

    ادامه دارد...

مریم نایب زاده

بخش دانش و زندگی تبیان