آئروژل‌های پلیمری: روش‌های تهیه، خصوصیات و کاربردها

نوع مقاله: تالیفی

نویسندگان

دانشگاه صنعتی مالک اشتر

چکیده

آئروژل¬ها موادی با ساختار نانو محسوب می¬شوند که پایین¬ترین چگالی نسبت به مواد دیگر را به خود اختصاص داده¬اند و با توجه به ساختار و ترکیب خود دارای کاربردهای ویژه در زمینه¬های مختلف می¬باشند. آئروژل¬ها در مرحله اول با شیمی متداول سل-ژل و در دمای پایین سنتز می شوند. در مرحله نهایی که اغلب ژل¬ها با تبخیر معمولی خشک شده و تولید زروژل¬ها را می¬کنند، آئروژل¬ها با فرآیند خشک کردن فوق بحرانی خشک می¬شوند. این مواد با چگالی حجمی معادل g/cm3 35/0-003/0 به عنوان سبک-ترین مواد جامد شناخته می¬شوند. همچنین آئروژل¬ها نسبت به دیگر مواد جامد، پایین¬ترین میزان هدایت گرمایی را دارند. آئروژل¬های پلیمری دسته¬ای از آئروژل¬ها هستند که خود براساس ترکیب شیمیایی به چند دسته از جمله رزورسینول-فرمالدئید، پلی اوره¬تان، سلولزی، پلیمری کراسلینک شده و آئروژل¬های حاوی پلیمرهای زیستی تقسیم بندی می¬شوند. بسته به نوع فرآیند، ساختار و خواص فیزیکی و مکانیکی ایجاد شده، این نانو مواد می¬توانند در صنایع مختلف از جمله الکترونیک، اپتیک، مکانیک، هوافضا، پزشکی و دارویی و سایر صنایع استفاده شوند. در این مقاله، ابتدا به طور اجمالی به فرآیند کلی تولید آئروژل¬ها و سپس به انواع آئروژل¬های پلیمری، فرآیندهای تولید، خصوصیات آن¬ها و در نهایت به کاربردهای ویژه این نانومواد اشاره شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Polymeric aerogels: preparation, properties, and applications

نویسنده [English]

  • Hassan Fattahi
چکیده [English]

Aerogels are nanostructured materials with the lowest density compared to other materials and according to their composition, they have special applications in different fields. Aerogels are synthesized in a first step by low-temperature traditional sol-gel chemistry. While in the final step most wet gels are dried by evaporation to produce xerogels, aerogels are dried by other techniques, essentially supercritical drying. These materials with bulk density of 0.003-0.35 g/cm3 are known as the lightest solid materials. Also, aerogels have the lowest thermal conductivity in comparison with other solid materials. Some polymeric nanoaerogels are: resorcinol-formaldehyde, polyurethane, cellulosic, cross-linked polymer and biopolymer-containing aerogels. Depending on the synthesis process, structure, physical and mechanical properties, these nanomaterials can be used in various industries including electronics, optics, mechanics, aerospace, medical, pharmaceutical and etc. In this paper, the aerogel production procedure is briefly reviewed and then types of polymeric aerogels, their synthesis, properties and special applications are summarized.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Polymeric aerogel
  • Resorcinol-Formaldehyde
  • natural polymer
  • carbon aerogel
  • sol-gel